KR20090002909A - Structure of water electrolyzer for separating hydrogen and oxygen gasses - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 종래의 전해조 구조를 설명하기 위한 분해 사시도,1 is an exploded perspective view illustrating a conventional electrolytic cell structure;
도2는 종래 전해조 구성품인 셀 프레임 및 격막고정 링의 발췌 분해 사시도,Figure 2 is an exploded perspective view of the cell frame and the diaphragm fixing ring of the conventional electrolytic cell components,
도3은 종래의 전해조 구조를 설명하기 위한 확대 단면도,3 is an enlarged cross-sectional view illustrating a conventional electrolytic cell structure;
도4는 본 발명의 전해조 구조를 설명하기 위한 분해 사시도,4 is an exploded perspective view illustrating the electrolytic cell structure of the present invention;
도5는 본 발명의 셀 프레임 구조를 설명하기 위한 확대 사시도,5 is an enlarged perspective view for explaining a cell frame structure of the present invention;
도6은 본 발명의 전해조 구조를 설명하기 위한 일 요부 확대 단면도,6 is an enlarged cross-sectional view of a main part for explaining the electrolytic cell structure of the present invention;
도7은 본 발명의 전해조 고정수단을 나타낸 발췌 확대 단면도.Figure 7 is an enlarged cross-sectional view showing an electrolytic cell fixing means of the present invention.
도8은 본 발명 도6의 일부 확대 단면도Figure 8 is a partially enlarged cross-sectional view of the present invention Figure 6
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
100 : 전해조(110a) : 테두리 110 : 셀 프레임100:
111,112 : 여유부 113 : 산소공111,112: margin 113: oxygen ball
114 : 수소공 115 : 전해액공114: hydrogen hole 115: electrolyte hole
116 : 산소가이드 117 : 수소가이드116: oxygen guide 117: hydrogen guide
118 : 전해액가이드 119 : 격막안착 홈118: electrolyte guide 119: diaphragm seating groove
120 : 격막 130 : 격막고정 링120: diaphragm 130: diaphragm fixing ring
140 : 전극판 141,142,143 : 구멍140:
150 : 개스킷 160,160a : 인사이드플레이트150: gasket 160,160a: inside plate
170,170a : 전열 판 180,180a : 앤드플레이드170,170a: Electric plate 180,180a: End plate
181,182,183 : 관 184 : 전선 접지구181,182,183: tube 184: wire grounding
190 : 고정수단 191 : 나사부190: fixing means 191: screw portion
192 : 탄성스프링 193 : 너트192: elastic spring 193: nut
P : 파이프P: Pipe
본 발명은 셀 프레임의 구조를 변경 및 격막과 개스킷의 재질을 변경하여 산소 및 수소가스의 흐름을 용이하게 함은 물론, 전극의 기밀을 유지할 수 있도록 하고, 또 산소 및 수소가스가 흐르는 구멍 주위를 견고하게함과 동시에 개스킷의 내구성을 향상시켜 무공해 에너지원인 산소 및 수소가스의 생산성을 높이고, 전해조의 수명을 연장할 수 있도록 한 전해조 구조에 관한 것이다.The present invention changes the structure of the cell frame and the material of the diaphragm and the gasket to facilitate the flow of oxygen and hydrogen gas, as well as to maintain the airtightness of the electrode, and to surround the hole through which oxygen and hydrogen gas flow. The present invention relates to an electrolytic cell structure in which the rigidity and the durability of the gasket are improved to increase the productivity of oxygen and hydrogen gas, which are pollution-free energy sources, and to prolong the life of the electrolytic cell.
수산화나트륨 또는 수산화칼륨 등의 전해질을 함유한 전해액을 전기분해하여 수소가스와 산소가스를 발생시키는 전기분해장치는 전해액의 전기분해가 이루어지는 전해조를 구비하고 있는 바, 이와 같은 일반적인 전해조의 기본 구성은 한쪽 단에 양극이 연결된 전극 판(제1전극 판)이 설치되고, 그 반대 단에는 음극이 연결된 전극 판(제2전극 판)이 설치되며, 상기 제1및 제2 전극 판 사이에는 얇은 쌍극 (bipolar) 전극판과 프레임이 교대로 고정 설치된다.The electrolysis device that electrolyzes an electrolyte solution containing an electrolyte such as sodium hydroxide or potassium hydroxide to generate hydrogen gas and oxygen gas includes an electrolytic cell in which electrolysis of the electrolyte is performed. An electrode plate (first electrode plate) having an anode connected to the end is installed, and an electrode plate (second electrode plate) connected with a cathode is installed at the opposite end thereof, and a thin bipolar is formed between the first and second electrode plates. ) The electrode plate and the frame are alternately fixed.
이러한 구조를 갖는 전해조는 적은 공간 내에 많은 전극을 설치할 수 있어 대량의 가스를 발생시킬 수도 있으며, 또한 극간 전압이 낮아 단위 가스 량을 발생시키는데 소모되는 전력이 비교적 작다.The electrolytic cell having such a structure can install a large number of electrodes in a small space, and can generate a large amount of gas. Also, the electric power consumed to generate the unit gas amount is relatively low due to the low voltage between the poles.
그러나 이러한 구조의 전해조에서는 쌍극 전극판 간의 기밀 유지가 쉽지 않아 전해조의 사용 압력을 높이는데 한계가 있다. 한편, 쌍극 전극판의 상부 및 하부에는 발생된 산소 및 수소가스를 통과시키기 위한 가스 배출공 및 전해액을 공급하는 전해액 공급구가 각각 형성되어 있다.However, in the electrolytic cell of such a structure, it is not easy to maintain the airtight between the bipolar electrode plate has a limit to increase the pressure of the electrolytic cell. On the other hand, upper and lower portions of the bipolar electrode plate are formed with a gas discharge hole for passing the generated oxygen and hydrogen gas and an electrolyte supply port for supplying an electrolyte solution, respectively.
상기와 같은 주조를 갖는 전해조의 전기 분해시 각 전극판에 전류가 인가되면 각 구멍(가공 부분으로서, 모서리 부분)을 통하여 전류가 누설(leakage)되어 전기분해 효율을 저하시킴과 동시에 에너지 낭비의 원인이 되고 있다.When current is applied to each electrode plate during electrolysis of the electrolytic cell having the casting as described above, current is leaked through each hole (a processing part, a corner part) to reduce electrolysis efficiency and cause energy waste. It is becoming.
또, 전기 분해가 이루어지는 전해조 내에서 전극의 상부 일부가 전해액 수면 위로 노출되면 생성된 산소 및 수소가스가 노출된 전극 표면에 분극작용(polarizing action)을 일으켜 전해조 내부에서 내폭이 일어날 수 있는 결함도 갖게 된다. 이러한 현상은 발생된 산소 및 수소가스가 전해액의 일부를 전해조 밖으로 밀어내기 때문에 발생한다.In addition, if the upper part of the electrode is exposed to the surface of the electrolyte in the electrolytic cell where electrolysis occurs, polarization action may occur on the surface of the electrode where the generated oxygen and hydrogen gas are exposed, thereby causing defects that may occur inside the cell. do. This phenomenon occurs because the generated oxygen and hydrogen gas push a part of the electrolyte out of the electrolytic cell.
이 밖에도 전해조 내의 전극은 항상 전해액과 접촉하는 상태를 유지해야 하나 전극이 전해액 수면 위로 노출되는 경우 전기 분해가 일어나는 전극의 유효면적을 감소시키며 결과적으로는 전극의 단위 면적당 전류 밀도를 상승시켜 전극의 수명을 단축시키는 원인이 된다.In addition, the electrode in the electrolytic cell should be in contact with the electrolyte at all times, but when the electrode is exposed above the surface of the electrolyte, the effective area of the electrode where electrolysis occurs is reduced, and consequently, the current density per unit area of the electrode is increased to increase the lifetime of the electrode. This can cause shortening.
최근 들어, 무공해 에너지원인 산소 및 수소가스의 산업적 활용도가 증가되고 있음에도 불구하고 상술한 바와 같이 종래의 산소 및 수소가스 발생용 전해조는 단위 체적의 산소 및 수소가스 생산에 많은 전력이 소모되고, 내폭 및 누수 등의 안정성에 문제가 수반되며 또한 내열성 및 내구성이 확보되지 못함에 따라 산업용으로 사용하기에 실용적이지 못한 문제점이 있다.In recent years, although the industrial utilization of oxygen and hydrogen gas, which is a pollution-free energy source, is increasing, as described above, the conventional electrolytic cell for generating oxygen and hydrogen gas consumes a lot of electric power to produce oxygen and hydrogen gas in a unit volume. There is a problem in the stability, such as leakage, and also because the heat resistance and durability is not secured there is a problem that is not practical for use in industrial.
따라서 근래에는 상기의 문제점을 해소하기 위한 전해조 즉, 특허출원번호 2001-24957호가 제공되어 있으며, 그 전해조의 구조를 도1 내지 도3을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Therefore, in recent years, an electrolytic cell, that is, Patent Application No. 2001-24957, is provided for solving the above problems. The structure of the electrolytic cell will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 as follows.
내부로 공급된 전해액에 대한 전기 분해를 진행하여 가스를 발생시키는 전해조에 있어서, 개스킷(40), 전극(50), 개스킷(40), 격막 고정 링(30), 격막(20) 및 셀 프레임(10)이 순차적으로 결합된 단위 세트를 다수개 적층시키고 그 양단에 음극 및 양극(60,70) 전극을 고정시켜 이루어지되, 상기 전극은 쌍극(bipolar) 전극으로서 전극의 상부에는 산소 및 수소가스가 흐르는 제1 및 제2 가스 흐름용 구멍(51,52)이 형성되고, 하부에는 전해액 흐름용 구멍(53)이 각각 형성되어 있다.In an electrolytic cell that generates gas by performing electrolysis on an electrolyte supplied therein, the
그리고 상기 각 개스킷(40)은 전극의 외곽부와 대응하는 링 형의 부재로서 상부에는 제1 및 제2 연장부(41,42)가 형성되고 하부에는 제3 연장부(43)가 중심부를 향한 상태로 각각 구성되어 있어 각 연장부가 그 사이에 위치한 전극의 각 구멍 주변 부위를 가압하며 제1 및 제2 가스 흐름용 구멍(41a,42a)과 전해액 흐름용 구멍(43a)이 각 연장부에 형성되어 있다.Each of the
또, 상기 각 격막(20)은 상부에 산소 및 수소가스가 흐르는 제1 및 제2 가스 흐름용 구멍(21,22)이 형성되고 하부에는 전해액 흐름용 구멍(23)이 각각 형성되어 있으며, 각 격막 고정 링(30)은 각 개스킷과 동일한 형상을 가지며, 상부에는 가스 흐름용 구멍(31a,32a)이 각각 형성된 제1 및 제2 연장부(31,32)가 형성되고 하부에는 전해액 흐름용 구멍(33a)이 형성된 제3 연장부(33)가 중심부를 향하게 각각 구성되어 있어 각 연장부가 셀 프레임(10)사이에 위치한 격막의 각 구멍 주변 부위를 가압하며 설치된다.In addition, each of the
상기 각 셀 프레임(10)은 전극보다 규격이 크며 상부에는 가스 흐름용 구멍(11a,12a)이 각각 형성된 제1 및 제2 연장부(11,12)가 형성되고 하부에는 전해액 흐름용 구멍(13a)이 형성된 제3 연장부(13)가 각각 구성되되, 상기 각 구멍은 전극 및 각 개스킷에 형성된 가스 흐름용 구멍 및 전해액 흐름용 구멍과 각각 대응되어 각 전극의 제1 표면에서 형성된 산소 가스는 제1 가스 흐름용 구멍을 통하여 흐르고, 각 전극의 제2 표면에서 형성된 수소가스는 제2 가스 흐름용 구멍을 통하여 각각 외부로 배출되고, 외부에서 공급된 전해액은 전해액 흐름용 구멍을 통하여 내부로 유입되는 구조로 되어 있다.Each
이와 같은 구조의 종래 전해조는 산소 및 수소가스의 흐름 유도를 위하여 셀 프레임(10) 및 격막(20)과 격막고정용 링(30) 그리고 개스킷(40)의 내부에는 연장부를 돌출되게 형성시키고 그 돌출되게 형성된 연장부에는 구멍을 천공하며, 상기 셀 프레임(10)과 격막고정용 링(30)에는 3방향으로 절개부를 형성시켜 그로 인한 연장부가 취약해지는 문제점이 있음은 물론, 제조하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.In the conventional electrolytic cell having such a structure, an extension part is formed to protrude inside the
상기와 같은 문제점 외에도 종래 전해조는 산소 및 수소가스 흐름을 유도하는 유도로(절개부)를 형성하기 위해서는 필수적으로 셀 프레임(10)과 격막고정용 링(30)이 결합되어야만 하는 문제점이 있었다.In addition to the problems described above, the conventional electrolytic cell has a problem that the
그리고 상기의 전해조는 전극(50)의 기밀 유지가 어려워 전해조의 사용 압력을 높이는데 한계가 있었으며, 개스킷의 내구성이 약해 쉽게 부식(훼손)되는 문제점이 있었다.In addition, the electrolytic cell has a limitation in increasing the pressure of the electrolytic cell because it is difficult to maintain the airtightness of the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 셀 프레임의 구조를 변경 및 격막과 개스킷의 재질을 변경하여 산소 및 수소가스의 흐름을 용이하게 함은 물론, 전극의 기밀을 유지할 수 있도록 하고, 또 산소 및 수소가스가 흐르는 구멍 주위를 견고하게 함과 동시에 개스킷의 내구성을 향상시켜 무공해 에너지원인 산소 및 수소가스의 생산성을 높이고, 전해조의 수명을 연장할 수 있도록 한 전해조구조를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems in view of the above, the object is to change the structure of the cell frame and the material of the diaphragm and gasket to facilitate the flow of oxygen and hydrogen gas, as well as of the electrode Electrolyzer that maintains airtightness and strengthens around the hole through which oxygen and hydrogen gas flows, and improves the durability of the gasket to increase the productivity of oxygen and hydrogen gas, a pollution-free energy source, and to prolong the life of the electrolytic cell. In providing a structure.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 기술적 구성은, 양 끝단에는 각각의 앤드플레이트(160,160a)가 위치되고, 그 각 앤드플레이트의 내부에는 각각의 절연 판(170,170a)이 위치되며, 그 각 절연 판의 내부에는 각각의 인사이드플레이트(180,180a)가 위치되고, 그 각 인사이드플레이트의 내부에는 각각의 셀 프레임(110), PP재질의 격막(120), 격막고정 링(130), 전극 판(140), 테프론 재질의 개스킷(150) 순서로 연속 배열하여 다수의 파이프(P)로 상기 양 끝단의 앤드플레이트 (160,160a)를 관통하며 고정수단(190)을 매개로 고정하여 하나의 셋트화 된 전해조를 형성하되, 상기 셀 프레임(110)은 상하부에 일정폭의 여유부(111,112)를 형성시켜 이에 산소공(113)과 수소공(114) 및 전해액공(115)을 형성시키고, 그 각 산소, 수소, 전해액공이 형성된 여부부에는 산소, 수소, 전해액이 진행하는 각각의 가이드로(116,117,118)가 형성되며 상기 여유부의 내측 가장자리 및 테두리의 내측 가장자리에는 격막의 가장자리가 안착되는 격막안착 홈(119)이 형성되고, 그 격막안착 홈에는 격막의 가장자리가 안착되며, 그 안착된 격막의 가장자리 상에는 격막고정 링이 결합되고, 그 격막고정 링 상에는 상기 셀 프레임에 형성된 산소, 수소, 전해액공과 부합하는 위치에 각각의 구멍(141,142,143)이 형성된 전극 판이 결합되고, 그 전극 판상에는 상기 셀 프레임의 크기보다 작으면서 그 셀 프레임과 동일한 형성의 개스킷이 결합된 것으로 이루어진다.A characteristic technical configuration of the present invention for achieving the above object, each end plate (160, 160a) is located at both ends, each of the end plate is located inside the respective insulating plate (170, 170a), Inside
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 전해조 구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.The electrolytic cell structure of the present invention having the features as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도4는 본 발명의 전해조 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도5는 본 발명의 셀 프레임 구조를 설명하기 위한 확대 사시도이며, 도6은 본 발명의 전해조 구조를 설명하기 위한 일 요부 확대 단면도이다.Figure 4 is an exploded perspective view for explaining the electrolytic cell structure of the present invention, Figure 5 is an enlarged perspective view for explaining the cell frame structure of the present invention, Figure 6 is an enlarged cross-sectional view of one part for explaining the electrolytic cell structure of the present invention. .
먼저 본 발명의 셀 프레임(110)은, 도4 및 도5에 나타낸 바와 같이 외곽형상은 원형으로 이루어지며 그 원형으로 이루어진 셀 프레임(110)의 상부 및 하부에는 일정폭의 여유부(111,112)를 형성시키고, 그 여유부(111,112) 중 하부에 위치한 여유부(111)에는 산소공(113)과 수소공(114)을 형성시켰고, 상부에 위치한 여유부 (112)에는 전해액공(115)을 형성시켰다.First, the
단 상기 셀 프레임(110)의 외곽형상을 원형으로 형성시킨 것을 하나의 실시 예일 뿐이고 그 외에도 4각형이나 4각 이상의 다각형으로도 형성시켜 사용할 수 있다.However, the outer shape of the
상기와 같이 상하부에 여유부(111,112)를 형성시킨 셀 프레임(110)의 나머지 부분에는 테두리(110a)를 형성시키고, 그 테두리(110a)와 상하부 여유부(111,112)의 내측 중앙부는 관통되어 있으며, 그 관통된 외곽 즉 테두리(110a)와 상,하부 여유부(111,112)의 내측 가장자리에는 격막의 가장자리가 안착되는 격막안착 홈(119)을 형성시켰다.As described above, the
또 상기 상하부 여유부(111,112)에는 산소, 수소, 전해액공(113,114,115)이 형성되는데, 상기 산소공(113) 및 수소공(114)은 하부 여유부(111)의 중앙에 나란하게 형성시키고, 전해액공(115)은 상부 여유부(112)의 중앙에 형성시켰다.In addition, the upper and
또한 상기 각각의 산소, 수소, 전해액공(113,114,115)에는 산소 및 수소와 전해액이 진행하는 산소, 수소, 전해액가이드로(116,117,118)가 형성되는데, 그 각 가이드로에서 상기 산소가이드로(116) 및 수소가이드로(117) 중 어느 하나의 가이드로는 전해액가이드로(118)와 함께 여유부(111,112)의 일측 면(표면)에 형성되고, 상기 산소가이드로 및 수소가이드로 중 나머지 어느 하나의 가이드로는 여유부(111,112)의 타측 면(이면)에 형성된다.In addition, each of the oxygen, hydrogen, electrolyte hole (113, 114, 115) is formed with oxygen, hydrogen, and oxygen, hydrogen, electrolyte guide passages (116, 117, 118) through which the electrolyte, the
상기 산소 및 수소가이드로(116,117)를 여유부(111,112)의 각 다른 면에 형성시키는 이유는, 산소 및 수소가 혼합되지 않고 완전히 분리된 상태로 진행하여 순도를 높임은 물론, 생산성을 향상시키기 위함이다.The reason why the oxygen and
또 상기 셀 프레임(110)의 상하부에 여유부(111,112)를 형성시키는 이유는, 산소, 수소, 전해액공(113,114,115)과 산소, 수소, 전해액가이드로(116,117,118)를 안정적으로 형성시킴과 동시에 셀 프레임(110)의 견고성을 부여하고 기밀성이 확보되게 하기 위함이다.Further, the reason for forming the
상기 상하부 여유부(111,112)의 내측 가장자리 및 테두리(110a)의 내측 가장자리에는 격막(120)의 가장자리가 안착되는 격막안착 홈(119)이 형성되는데, 그 격막안착 홈(119)의 깊이는 격막(120)의 두께와 격막고정 링(130)의 두께를 합한 값과 동일하게 형성시킨다.The inner edges of the upper and
그 이유는, 격막(120)의 가장자리 및 격막고정 링(130)이 안정적으로 결함됨은 물론, 결합 후 기밀성이 유지되게 하기 위함이고, 또 상기 격막고정 링(130)을 결합 후 그 결합된 격막고정 링(130)의 상면이 셀 프레임(110)의 표면으로부터 돌출되지 않고 수평선상을 유지하여 긴밀한 고정력과 기밀성을 확보할 수 있도록 하기 위함이다.The reason is that not only the edge of the
상기와 같은 구조로 이루어진 셀 프레임(110)의 격막안착 홈(119)에는 격막(120)의 가장자리가 안착되는데, 상기 격막(120)은 PP(폴리프로필렌)로 이루어진다. 상기 격막(120)을 PP로 하는 이유는, 상기 PP는 알카리 내식성과 전기적 유전성이 우수하고 열 변형온도는 104℃로 70℃이하의 온도에서 운전되는 수전해조에 충분한 내열성을 가지며 이온흐름성도 우수하기 때문이다.The edge of the
한편 상기 격막(20)은 전극 판(140)의 양극(+)으로 대전된 표면에서 발생된 산소와 마주보는 전극 판(140)의 음극(-)으로 대전된 표면에서 발생된 수소의 혼합을 방지하고, 또 전극 판(140) 사이에 존재하는 전해액의 이온 흐름을 원활하게 해주어야만 전기 분해에 필요한 에너지를 줄일 수 있다.On the other hand, the
상기와 같이하여 셀 프레임(110)의 격막안착 홈(119)에 격막(120)의 가장자리가 안착되면, 그 상기 격막(120)의 가장자리 표면에는 격막고정 링(130)이 결합되는데, 그 격막고정 링(130)은 결합 후 상면이 셀 프레임(110)의 표면으로부터 돌출되지 않고 수평선상을 유지하기 때문에 긴밀한 고정력은 물론, 기밀성이 확보된다.When the edge of the
그리고 상기 격막고정 링(130)의 형상은 격막안착 홈(119)의 형상과 동일하고, 상기 격막고정 링(130)의 폭은 격막안착 홈(119)의 폭과 동일하기 때문에 격막고정 링(130)은 격막안착 홈(119)에 긴밀히 결합되어 격막(120)을 견고하고 긴밀히 고정하는 것이다.And the shape of the
상기와 같이 격막(120)의 가장자리를 격막고정 링(130)이 고정하면 그 다음에는 전극 판(140)이 격막고정 링(130)의 표면 및 셀 프레임(110)의 표면과 면 접촉되게 결합되는데, 상기 전극 판(140)은 상기 셀 프레임(110)에 형성된 산소, 수소, 전해액공(113.114,115)과 부합하는 위치에 각각의 구멍(141,142,143)이 형성된다.As described above, when the
또 상기 전극 판(140)의 크기는 셀 프레임(110)의 크기보다 작게 형성하되, 형상은 셀 프레임(110)과 동일하게 형성된다.In addition, the size of the
한편, 양단에 설치된 인사이드플레이트(180,180a) 즉 일측의 양극 인사이드 플레이트(180,180a)와 타측의 음극 인사이드플레이트(180a)에 전압을 인가하면, 예를 들어 양극 전극에 대응하는 전극 판(140)의 표면에는 반대 극성(즉, 음극)의 전하가 대전되며, 그 반대 표면에는 양극 전극(101)과 동일한 극성의 전하가 대전된다. 또한, 전하가 대전된 전극 판(140)에 인접한 또 다른 전극의 표면에는 마주보는 전극 표면에 대전된 전하와 반대 극성의 전하가 대전되며, 이러한 대전 현상은 도전성의 전해액이 전류를 전극에 전달함으로서 이루어진다.On the other hand, when voltage is applied to the
전극 표면에서의 이러한 전하 대전 현상은 모든 전극 판(140)에서 발생되며, 따라서 마주보는 전극 판(140)의 표면에 서로 다른 극성의 전하가 대전됨으로서 전극 판(140)들 사이에 위치하는 전해액에 대한 전기 분해가 이루어져 산소가스 및 수소가스가 발생되고 그 발생된 산소가스 및 수소가스는 각자 형성된 산소가이드로(116) 및 수소가이드로(117)를 통하여 산소공(113) 및 수소공(114)으로 각각 배기된다.This charge charging phenomenon on the electrode surface occurs in all the
상기 전극 판(140)의 표면에는 상기 셀 프레임(110)의 크기보다 작으면서 그 셀 프레임(110)과 동일한 형상의 테프론 재질로 된 개스킷(150)을 결합되는데, 상기 개스킷(150)의 역할은 전극 판(140)의 견고한 고정 력과 기밀성을 유지하도록 하는 것으로, 상기 개스킷(150)을 테프론(teflon) 재질로 하는 이유는, 내열성, 내약품성, 내화학성, 비 접착성, 비유성이 우수하기 때문에 장기간 사용해도 기밀성이나 결합력이 저하되지 않고 초기 상태 그대로를 유지할 수 있는 장점이 있기 때문이다.The surface of the
상기 개스킷(150)의 상하부에도 셀 프레임(110)과 마찬가지로 여유부 (151,152)를 형성시키고 그 여유부(151,152)에는 상기 전극 판(140)에 형성된 각각의 구멍(141,142,143)과 일치하는 산소, 수소, 전해액공(153,154,155)을 형성시킨다.In the upper and lower parts of the
상술한 바와 같이하여 셀 프레임(110), PP재질의 격막(120), 격막고정 링(130), 전극 판(140), 테프론 재질의 개스킷(150) 순서로 연속 배열되고 그 양 끝단에는 도6에 나타낸 바와 같이 내측에서부터 외측으로 각각의 인사이드플레이트(180, 180a), 절연 판(170, 170a), 앤드플레이트(160,160a)가 위치된다.As described above, the
상기 양측의 인사이드플레이트(180,180a)에서 일측의 것은 양극 인사이드플레이트(180)이고, 타측의 것은 음극 인사이드플레이트(180a)이며, 그 각각의 인사이드플레이트(180,180a)에는 공히 산소공(113) 및 수소공(114)과 전해액공(115)과 연통되는 각각의 관(181,812,183)이 설치되고, 중앙에는 전선 접지구(184)가 설치된다.On the
단 상기 각각의 관(181,182,183) 및 전선 접지구(184)는 절연 판(170,170a)과 앤드플레이트(180,180a)를 관통하며 외부로 돌출되게 설치된다. 그리고 상기 산소공(113) 및 수소공(114)과 연통되는 각각의 관(181,182)으로는 산소공(113) 및 수소공(114)으로 배기되는 산소와 수소가 배기되고, 전해액공(115)과 연통되는 관(183)으로는 전해액이 공급된다.However, each of the
한편 상기 각각의 인사이드플레이트(180,180a) 크기는 셀 프레임(110) 크기와 동일하게 형성됨이 바람직하다.Meanwhile, the
또한 상기 각각의 인사이드플레이트(180,180a) 외측면에는 각각의 절연 판 (170,170a)이 위치되는데, 그 절연 판(170,170a)을 위치시키는 이유는, 상기 인사이드플레이트(180,180a)로 인가되는 전기가 앤드플레이트(160,160a)로 인가되지 않도록 하기 위함이다. 그리고 상기 절연 판(170,170a)의 크기는 인사이드플레이트(180,180a)보다는 크고 앤드플레이트(160,160a)와 동일한 형상 및 크기를 갖도록 함이 바람직하다.In addition, each of the insulating
또 상기 절연 판(170,170a)의 외측면에는 각각의 앤드플레이트(160,160a)가 설치되는데, 그 앤드플레이트(160,160a)의 설치는 외주면을 따라 다수의 파이프(P)를 이용하여 그 파이프(P)의 양 끝단이 앤드플레이트(160,160a)를 관통하며 고정하는 고정수단(190)을 이용하여 고정 설치한다.In addition, each of the
상기 고정수단(190)은 앤드플레이트(160,160a)를 관통하는 파이프(P)의 양 끝부분에는 나사부(191)를 형성하고, 그 나사부에는 탄성스프링(192)을 끼워 결합하며, 그 탄성스프링이 끼워 결합된 파이프의 양 끝단에는 너트(193)를 체결하는 구성으로 이루어진다.The fixing means 190 forms a threaded
상기 너트(193)를 조이게 되면 탄성스프링(192)은 압축되고, 그 압축되는 탄성스프링은 앤드플레이트(160,160a)를 내측으로 미는 힘을 발휘하게 됨으로 그에 따른 절연 판(170,170a), 인사이드플레이트(180), 셀 프레임(110), PP재질의 격막(120), 격막고정 링(130), 전극 판(140), 테프론 재질의 개스킷(150) 상호간의 긴밀하고 견고한 접촉력을 유지하게 된다. 따라서 전해조의 견고한 결합 및 부품 상호간의 기밀성이 확보되는 것이다.When the nut 193 is tightened, the elastic spring 192 is compressed, and the compressed elastic spring exerts a force for pushing the
이상과 같은 본 발명은 첫째, 전해조를 형성하는 각 부품 즉 앤드플레이트, 절연 판, 인사이드플레이트, 셀 프레임, PP재질의 격막, 격막고정링, 전극 판, 테프론 재질의 개스킷, 상호간을 견고하고 긴밀성이 유지하게 조립할 수 있음은 물론, 그 조립작업을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, first, each part forming the electrolytic cell, namely end plate, insulating plate, inside plate, cell frame, PP material of the diaphragm, diaphragm fixing ring, electrode plate, gasket of Teflon material, mutually strong and tight It can be assembled to maintain, of course, there is an effect that can facilitate the assembly work.
둘째, 격막을 PP재질로 하고 개스킷을 테프론 재질로 함으로서 그에 따른 전해조의 사용수명을 연장함은 물론, 기밀성이 확보되어 양질의 산소 및 수소가스를 생산할 수 있는 효과가 있고, 또, 적은 공간 내의 전해조에서 많은 전극을 설치할 수 있어 대량의 가스를 발생시킬 수 있으며, 극간 전압이 낮아 단위 가스 량을 발생시키는데 소모되는 전력을 절약할 수 있는 효과가 있다.Secondly, the membrane is made of PP material and the gasket is made of Teflon material, which extends the service life of the electrolyzer accordingly, and ensures airtightness to produce high quality oxygen and hydrogen gas. Can install a large number of electrodes in the can generate a large amount of gas, there is an effect that can save the power consumed to generate a unit gas amount because the voltage between the poles is low.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020070067302A KR20090002909A (en) | 2007-07-05 | 2007-07-05 | Structure of water electrolyzer for separating hydrogen and oxygen gasses |
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KR1020070067302A KR20090002909A (en) | 2007-07-05 | 2007-07-05 | Structure of water electrolyzer for separating hydrogen and oxygen gasses |
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ID=40485821
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KR1020070067302A KR20090002909A (en) | 2007-07-05 | 2007-07-05 | Structure of water electrolyzer for separating hydrogen and oxygen gasses |
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KR (1) | KR20090002909A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102943281A (en) * | 2012-11-19 | 2013-02-27 | 扬州中电制氢设备有限公司 | Main pole frame |
-
2007
- 2007-07-05 KR KR1020070067302A patent/KR20090002909A/en not_active Application Discontinuation
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