KR20140004243U - 튜블라 타입 전해 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 해수 전해 과정이 진행되는 도중 발생되는 열을 원활히 냉각할 수 있도록 함으로써 전해 효율의 향상을 이룰 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 튜블라 타입 전해 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 고안은 양측이 개방된 파이프 구조로 형성되면서 +극을 제공받아 +전극을 이루는 아웃터튜브와, 상기 아웃터튜브 내에 구비되면서 -극을 제공받아 -전극을 이루는 인너튜브와, 상기 아웃터튜브 및 인너튜브의 양측 끝단에 각각 구비되면서 상기 아웃터튜브 및 인너튜브로 (+)전원 및 (-)전원을 각각 공급하는 터미널부를 구비하여 이루어진 전해조; 그리고, 상기 전해조의 아웃터튜브 외부 둘레면을 감싸는 관체로 형성되면서 상기 아웃터튜브와의 사이에 냉각수 유로가 형성되도록 하며, 일측에는 냉각수의 유입을 위한 유입관이 연결되고, 타측에는 냉각수의 유출을 위한 유출관이 연결되어 이루어진 냉각수 파이프를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치가 제공된다.

Description

튜블라 타입 전해 장치{tubular type electrolyzer}

본 고안은 전해조에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 복수의 전해관을 중첩시켜 구축한 전해조를 복수로 제공하여 서로 연결한 튜블라 타입 전해 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전해 장치라 함은 염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성하는 설비를 의미한다.

여기서, 상기 차아염소산나트륨(NaOCl)은 공업용의 고농도 차아염소산나트륨 용액의 생산설비에서는 다양한 방식이 사용되고 있으나, 발전소, 밸러스트수 관리시스템(BWMS), 해양 장치(offshore), 수처리, 폐수처리, 금속회수 등과 같이 현장에서 즉시 제조 및 활용하는 연속식 처리설비에서는 대부분 전기분해 방식을 이용하여 제조하고 있다.

상기한 전해 장치는 전극을 평판 구조로 교차 배치하여 서로 간의 사이를 통과하는 해수를 전기분해하는 플레이트 타입 전해 장치와, 전극을 튜브(tube) 구조로 순차 배치하여 서로 간의 사이를 통과하는 해수를 전기분해하는 튜블라 타입 전해 장치로 구분된다.

본 출원인에 의해 제안되어 등록된 등록특허공보 제10-0497996호에서는 튜블라 타입 전해조가 제공되고 있으며, 이에 대한 구체적인 설명을 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

우선, 도시된 바와 같은 종래의 전해 장치 중 전해조(10)는 양측이 개구된 외부케이싱(11) 내에 상기 외부케이싱(11)과 동심을 가지는 복수의 전해관(12)을 그 직경 크기에 따라 순차적으로 관통 설치하고, 상기 외부케이싱(11)의 외주면 중 어느 한 부위에는 (-)전원을 제공하는 제1전원공급터미널(13a)을 설치함과 더불어 상기 각 전해관(12) 중 가장 중심 부위에 위치되는 전해관(이하, “내부 전해관”이라 함) 양 끝단에는 그 축방향을 따라 (+)전원을 제공하는 제2전원공급터미널(13b)을 각각 설치하여 구성된다.

여기서, 상기 외부케이싱(11)의 개구된 일측 및 타측에는 해수의 유입 및 유출을 위한 캡 어셈블리(cap assembly)(20)가 각각 구비된다. 이때, 상기 외부케이싱(11)의 일측에 구비되는 캡 어셈블리(이하, “제1캡 어셈블리”라 함)(21)의 둘레면에는 상기 외부케이싱(11)과 수직 방향으로 연통되면서 해수가 유입되는 유입관(21a)이 연결되고, 상기 외부케이싱(11)의 타측에 구비되는 캡 어셈블리(이하, “제2캡 어셈블리”라 함)(22)의 둘레면에는 상기 외부케이싱(11)과 수직 방향으로 연통되면서 해수가 유출되는 유출관(22a)이 연결된다.

또한, 상기 각 전해관(12)의 외주면에는 코팅층(도시는 생략됨)이 도포된다. 이때 상기 코팅층은 (-)극성을 가진 금속이 일정거리 이격되어 있고 중간에 전류를 통할 수 있는 물질(예컨대, 전해액)이 있으면 (+)극성을 띄는 플레티노이드로 이루어진다.

따라서, 외부케이싱(11)에 구비된 제1캡 어셈블리(21)의 유입관(21a)을 통해 해수가 유입되면 상기 해수는 상기 외부케이싱(11) 내부와 각 전해관(12) 사이를 통과한다.

이의 과정에서, 상기 내부 전해관(12)의 양 끝단에 설치된 두 제2전원공급터미널(13b)을 통해 (+)전원이 인가됨과 더불어 상기 외부케이싱(11)에 설치된 제1전원공급터미널(13a)을 통해서는 (-)전원이 인가된다.

이로 인해, 상기 외부케이싱(11)과 상기 각 전해관(12) 사이를 통과하는 해수는 상기 외부케이싱(11)을 따라 흐르는 (-)전원과, 상기 각 전해관(12)의 외표면을 따라 흐르는 (+)전원에 의해 전기분해되면서 차아염소산나트륨이 생성된다.

이후, 상기 외부케이싱(11)과 각 전해관(12) 사이를 통과한 해수는 상기 외부케이싱(11)에 구비된 제2캡 어셈블리(22)의 유출관(22a)을 통해 외부로 배출된다.

한편, 종래의 전해 장치에서는 전술된 전해조(10)가 단순히 하나만 제공되도록 구성되진 않는다.

즉, 전해 용량의 증가를 위해 복수의 전해조(10)를 서로 연결하여 하나의 설비로 구축하였던 것이다.

이때, 상기 각 전해조(10)들은 어느 한 전해조(10)의 유입관(21a)과 다른 한 전해조(10)의 유출관(22a)을 서로 연결하고, 상기 다른 한 전해조(10)의 유입관(21a)에는 또 다른 전해조(10)의 유출관(22a)을 서로 연결하는 등 각 전해조(10)들의 유출관(22a)과 유입관(21a)을 서로 연결하는 배치를 통해 복수의 전해조를 가지는 전해 장치가 구축되었던 것이다.

따라서, 어느 한 전해조(10)를 통과하면서 일차적으로 전기분해된 해수는 다른 한 전해조(10)로 제공된 후 해당 전해조를 통과하는 과정에서 재차적으로 전기 분해되고 계속해서 또 다른 전해조로 제공된 후 해당 전해조를 통과하는 과정에서 또 다시 전기 분해가 이루어짐에 따라 차아염소산나트륨의 생성이 극대화될 수 있게 된다.

하지만, 전술된 바와 같은 종래의 튜블라 타입 전해 장치는 해수에 대한 전해가 진행되는 도중 다량의 열이 발생되지만, 이렇게 발생된 열은 단순히 아웃케이싱의 외표면을 통해 외기로 방열되는 구조로만 이루어짐에 따라 원활한 방열이 이루어지지 못하였고, 이로 인한 전해 효율의 저하가 야기될 수밖에 없다는 문제점이 있다.

즉, 고농도의 차아염소산나트륨을 생산하기 위해서는 전해조 내부의 온도가 25~30℃로 유지되어야 하지만, 상기 차아염소산나트륨의 생산 도중 발생된 열에 의해 상기 전해조 내부의 온도가 45~50℃에까지 상승함으로써 전류 효율이 현저히 저하될 수밖에 없었고, 이로 인한 고농도의 차아염소산나트륨 생산이 미미하게만 이루어질 수밖에 없었던 것이다.

본 고안은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 고안의 목적은 해수 전해 과정이 진행되는 도중 발생되는 열을 원활히 냉각할 수 있도록 함으로써 전해 효율의 향상을 이룰 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 튜블라 타입 전해 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 튜블라 타입 전해 장치에 따르면 양측이 개방된 파이프 구조로 형성되면서 +극을 제공받아 +전극을 이루는 아웃터튜브와, 상기 아웃터튜브 내에 구비되면서 -극을 제공받아 -전극을 이루는 인너튜브와, 상기 아웃터튜브 및 인너튜브의 양측 끝단에 각각 구비되면서 상기 아웃터튜브 및 인너튜브로 (+)전원 및 (-)전원을 각각 공급하는 터미널부를 구비하여 이루어진 전해조; 그리고, 상기 전해조의 아웃터튜브 외부 둘레면을 감싸는 관체로 형성되면서 상기 아웃터튜브와의 사이에 냉각수 유로가 형성되도록 하며, 일측에는 냉각수의 유입을 위한 유입관이 연결되고, 타측에는 냉각수의 유출을 위한 유출관이 연결되어 이루어진 냉각수 파이프를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전해조는 수평 방향을 따라 설치됨과 더불어 복수로 제공되면서 서로 간은 상하 이격되도록 배치되고, 상하로 서로 인접한 두 전해조의 어느 한 끝단으로부터 축 방향을 향해 연장되면서 서로 연결하도록 라운드지게 형성되어 해수의 유동이 전해조의 축 방향을 따라 연속적으로 이루어지도록 안내하는 해수 연결관을 더 포함하여 구성되며, 상기 냉각수 파이프는 상기 각 전해조의 아웃터튜브를 각각 감싸도록 설치됨과 더불어 어느 한 냉각수 파이프의 유출관은 이에 인접한 다른 한 냉각수 파이프의 유입관을 이루도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 터미널부는 평판 구조로 형성되면서 상기 아웃터튜브와 통전 가능하게 결합되며, 외주면에는 외부 전원을 제공받는 단자가 돌출 형성된 제1전원공급터미널과, 평판 구조로 형성되면서 상기 인너튜브와 통전 가능하게 결합되며, 외주면에는 상기 제1전원공급터미널의 단자와는 다른 극의 외부 전원을 제공받는 단자가 돌출 형성된 제2전원공급터미널과, 상기 각 전원공급터미널 사이에 개재되면서 상기 각 전원공급터미널 간을 이격시킴과 더불어 서로 간의 통전됨이 방지되도록 차단하는 절연물질로 형성된 절연 플레이트와, 상기 제1전원공급터미널 및 절연 플레이트 사이와, 상기 절연 플레이트 및 제2전원공급터미널 사이에 각각 개재되면서 서로 간의 틈새를 통한 해수의 누수를 방지하는 기밀부재를 포함하여 구성되며, 상기 제1전원공급터미널과 제2전원공급터미널 및 절연 플레이트에는 해수가 통과되도록 통과공이 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각수 파이프의 외부 둘레면에는 열손실의 차단을 위한 단열재가 상기 냉각수 파이프의 외부 둘레면을 감싸도록 제공됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 고안에 따른 튜블라 타입 전해 장치는 전해조의 냉각을 위한 구조가 별도의 열교환장치를 이용하는 것이 아니라 아웃터튜브의 외면에 직접 결합되는 냉각수 파이프로 구성함과 더불어 상기 냉각수 파이프 내로는 냉각수가 유동되도록 함으로써 상기 전해조 내부의 온도는 항상 25~30℃ 정도를 유지할 수 있게 되고, 이로 인한 전류효율이 상승할 수 있게 된 효과를 가진다.

도 1은 종래 튜블라 타입 전해조를 설명하기 위해 나타낸 외부 상태도
도 2는 도 1의 “A”부분을 확대하여 나타낸 요부 단면도
도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치를 설명하기 위해 나타낸 사시도
도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치를 설명하기 위해 나타낸 정단면도
도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치의 전해조를 설명하기 위해 나타낸 사시도
도 6은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치의 전해조를 설명하기 위해 나타낸 분해 사시도
도 7은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치 중 터미널부와 아웃터튜브와 인너튜브 및 미들튜브 간의 결합 구조를 설명하기 위해 나타낸 요부 사시도
도 8은 도 4의 “B”부분을 확대하여 나타낸 요부 단면도

이하, 본 고안의 튜블라 타입 전해 장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 3 및 도 4와 같이 본 고안의 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치는 크게 복수의 전해조(100)와, 연결관(200)과, 지지부(300) 및 냉각수 파이프(400)를 포함하여 구성된다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.

우선, 전해조(100)에 대하여 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 전해조(100)는 그 내부를 통과하는 해수의 전기 분해를 위한 구성이며, 지면과 수평 방향을 따라 설치되면서 복수로 제공됨과 더불어 각 전해조(100) 간은 서로 상하 이격되도록 배치된다.

상기 전해조(100)는 아웃터튜브(110)와 인너튜브(120) 및 터미널부(130)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 아웃터튜브(110)는 전해조(100)의 외관을 형성하는 구성이며, 양측이 개방된 파이프 구조로 형성된다. 상기 아웃터튜브(110)의 개방된 어느 한 측으로는 해수가 유입되고, 다른 한 측으로는 해수가 유출된다.

본 고안의 실시예에서는 상기한 아웃터튜브(110)가 티타늄 합금으로 형성됨을 제시한다. 이는 기존의 아웃케이싱이 SUS(Steel Us Stainless) 재질로 형성됨에 따라 야기된 핀홀(pin hole) 현상이 발생됨을 고려하여 상기한 핀홀 현상의 발생을 방지할 수 있도록 함과 더불어 내구성과 안전성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이와 함께, 상기 아웃터튜브(110)의 외표면에는 절연 코팅층(도시는 생략됨)을 형성함이 더욱 바람직하다. 상기한 절연 코팅층은 상기 아웃터튜브(110)의 외표면을 따라 흐르는 전류로 인해 작업자의 감전과 같은 안전사고의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 한 구성으로써, 예컨대, FRP(Fiberglass Reinforced Plastics), 우레탄, PE, 테프론 등으로 상기 절연 코팅층을 형성할 수 있다.

그리고, 상기 인너튜브(120)는 실질적인 전해관의 역할을 수행하는 구성으로써, 양측이 개방된 파이프 구조로 형성되면서 상기 아웃터튜브(120) 내에 위치된 상태로 상기 아웃터튜브의 내주면과는 이격된 상태로 설치된다. 물론, 상기한 인너튜브(120)는 전술된 실시예에서와 같은 양측이 개방된 중공의 파이프 구조가 아닌 봉(plunger) 구조로도 형성될 수 있을 뿐 아니라, 양측이 폐쇄된 파이프 구조로도 형성될 수 있다.

본 고안의 실시예에서는 상기한 인너튜브(120)가 티타늄 합금으로 형성됨을 제시한다. 이 역시 전술된 아웃터튜브(110)와 같이 내구성의 향상 및 안전성의 향상을 위함이다.

이와 함께, 상기 인너튜브(120)의 외주면에도 코팅층(도시는 생략됨)을 형성함이 바람직하다. 이때 상기 코팅층은 (-)극성을 가진 금속이 일정거리 이격되어 있고 중간에 전류를 통할 수 있는 물질(예컨대, 전해액)이 있으면 (+)극성을 띄는 플레티노이드로 이루어진다.

그리고, 상기 터미널부(130)는 상기 아웃터튜브(110) 및 인너튜브(120)로 서로 다른 전극의 전원을 공급하는 구성으로써, 상기 아웃터튜브(110) 및 인너튜브(120)의 양측 끝단에 각각 구비된다.

상기한 터미널부(130)는 상기 아웃터튜브(110)로 (-)전극의 전원을 공급하는 제1전원공급터미널(131)과 상기 인너튜브(120)로 (+)전극의 전원을 공급하는 제2전원공급터미널(132)과, 상기 각 전원공급터미널(131,132) 간을 서로 절연시키는 절연 플레이트(133)와, 기밀을 위한 기밀부재(134)를 포함하여 구성되며, 상기 각 전원공급터미널(131,132) 및 절연 플레이트(133)에는 해수의 축 방향 통과를 위한 통과공(131a,132a,133a)이 각각 형성된다.

여기서, 상기 제1전원공급터미널(131)은 평판 구조로 형성되면서 상기 아웃터튜브(110)와 통전 가능하게 결합되며, 그의 통과공(131a)은 해당 제1전원공급터미널(131)의 중앙측 부위를 완전히 관통시킴으로써 형성된다. 이의 경우 상기 아웃터튜브(110)는 그 외주면이 상기 통과공(131a)의 내주면에 밀착 고정됨으로써 서로 간이 통전 가능하도록 결합된다. 이때 상기 통과공(131a)은 상기 아웃터튜브(110)의 과도한 삽입을 방지하도록 계단 구조로 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 제2전원공급터미널(132)은 평판 구조로 형성되면서 상기 인너튜브(120)와 통전 가능하게 결합되며, 중앙측 부위에는 체결공(132b)이 관통 형성됨과 더불어 그의 통과공(132a)은 상기 체결공(132b)의 둘레를 따라 복수의 부위를 부분적으로 관통시켜 상기 제1전원공급터미널(131)의 통과공(131a)과 연통되도록 형성된다.

또한, 상기 절연 플레이트(133)는 상기 제1전원공급터미널(131) 및 제2전원공급터미널(132) 사이에 각각 개재되면서 상기 각 전원공급터미널(131,132) 간을 이격시킴과 더불어 서로 간의 통전됨이 방지되도록 차단하는 절연물질로 형성된다. 상기 절연 플레이트(133)의 중앙측 부위에는 관통공(133b)이 관통 형성됨과 더불어 그의 통과공(133a)은 상기 관통공(133b)의 둘레를 따라 복수의 부위를 부분적으로 관통시켜 상기 제2전원공급터미널(132)의 통과공(132a)과 연통되도록 형성된다.

또한, 상기 기밀부재(134)는 상기 제1전원공급터미널(131)과 절연 플레이트(133) 사이와 상기 절연 플레이트(133) 및 제2전원공급터미널(132) 사이에 각각 개재되면서 서로 간의 틈새를 통한 해수의 누수를 방지하는 가스켓으로 구성된다.

한편, 상기 제1전원공급터미널(131) 및 제2전원공급터미널(132)의 외주면에는 외부 전원과의 연결을 위한 단자(131c,132c)가 각각 돌출 형성된다. 상기 제1전원공급터미널(131)의 단자(131c)는 (-)전극의 전원을 공급받도록 연결되고, 상기 제2전원공급터미널(132)의 단자(132c)는 (+)전극의 전원을 공급받도록 연결된다.

또한, 상기 인너튜브(120)의 양 끝단에는 상기 인너튜브(120)의 개구 부위를 폐쇄하면서 상기 제1전원공급터미널(131)의 통과공(131a)과 상기 절연 플레이트(133)의 관통공(133a)을 순차적으로 관통하여 상기 제2전원공급터미널(132)에 통전 가능하게 결합되는 통전블럭(122)이 각각 구비되며, 상기 제2전원공급터미널(132)과 상기 통전블럭(122) 간은 체결볼트(123)로 체결된다. 상기 체결볼트(123)는 상기 제2전원공급터미널(132)의 체결공(132b)을 관통하여 상기 통전블럭(122)에 요입 결합된다. 이때, 상기 제2전원공급터미널(132)의 체결공(132b)은 상기 통전블럭(122)의 과도한 삽입을 방지하도록 계단 구조로 형성됨이 바람직하다.

특히, 상기 통전블럭(122)은 상기 인너튜브(120)의 개방된 양측을 폐쇄하도록 하여 상기 인너튜브(120)의 내부로는 해수의 유입이 방지되도록 한다. 이때 상기 통전블럭(122)과 상기 인너튜브(120)는 용접 혹은, 열박음 작업을 통해 서로 간을 기밀상태로 연결한다.

또한, 전술된 제1전원공급터미널(131) 및 제2전원공급터미널(132)은 티타늄 합금으로 형성하여, 부식에 대한 우려를 낮추고 내구성이 향상될 수 있도록 한다.

한편, 본 고안의 실시예에서는 상기 아웃터튜브(110)와 인너튜브(120) 사이에 미들튜브(140)가 추가로 구비됨을 특징으로 제시한다.

상기한 미들튜브(140)는 전해 면적의 증가시켜 전해 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이때, 상기 미들튜브(140)의 양 끝단은 각각 제1전원공급터미널(131)의 통과공(131a)을 관통하여 절연 플레이트(133)에 결합되도록 구성하고, 상기 미들튜브(140)의 외주면에는 코팅층(도시는 생략됨)이 도포된다. 상기 코팅층은 인너튜브(120)의 표면에 형성되는 코팅층(도시는 생략됨)과 같이 (-)극성을 가진 금속이 일정거리 이격되어 있고 중간에 전류를 통할 수 있는 물질(예컨대, 전해액)이 있으면 (+)극성을 띄는 플레티노이드로 이루어진다.

다음으로, 상기 연결관(200)에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 연결관(200)은 상기 각 전해조(100) 간을 서로 연결하면서 해수의 유동이 전해조(100)의 축 방향을 따라 연속적으로 이루어지도록 안내하는 구성이다.

이를 위해, 본 고안의 실시예에서는 상기한 연결관(200)이 상하로 서로 인접한 두 전해조(100)의 어느 한 끝단으로부터 축 방향을 향해 연장되면서 서로 연결하도록 라운드지게 형성된 U형 파이프임을 특징으로 제시한다.

즉, 본 고안에 따른 연결관(200)은 해수의 유동이 전해조(100)의 축 방향을 향해 이루어질 수 있도록 안내함으로써 압력손실이 최대한 저감될 수 있도록 한 것이다.

이때, 상기 연결관(200)은 도면상 상하로 서로 인접한 두 전해조(100)의 우측 끝단 간을 그 축방향으로 라운드지게 연결함과 더불어 해당 전해조(100)의 좌측 끝단은 또 다른 인접 전해조(100)의 좌측 끝단과 그 축방향으로 라운드지게 연결하도록 구성된다.

이러한 연결관(200)의 구조는 전해조(100)의 축 방향으로 단자(131c,132c)가 돌출되는 것이 아니라 전해조(100)의 축 방향과는 수직한 원주 방향으로 단자(131c,132c)가 돌출되도록 구성하였기 때문에 가능하다.

또한, 상기 연결관(200)의 양 끝단에는 결합 플랜지(210)가 형성되며, 상기한 결합 플랜지(210)는 제2전원공급터미널(132)과 동일한 형상을 이루면서 서로 볼트(211) 체결되도록 구성된다. 물론 상기 결합 플랜지(210)와 제2전원공급터미널(132) 사이에도 기밀부재(134)가 추가로 설치됨이 바람직하다.

이때, 상기 각 전해조(100) 중 가장 하측에 위치되는 전해조(100)와 가장 상측에 위치되는 전해조(100)의 어느 한 끝단은 상기 연결관(200)을 연결하지 않고, 해수의 유입을 위한 유입관(도시는 생략됨) 및 해수의 유출을 위한 유출관(도시는 생략됨)이 각각 연결된다.

다음으로, 상기 지지부(300)에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 지지부(300)는 상기 각 전해조(100)를 일괄적으로 지지하는 구성이다.

본 고안의 실시예에서는 상기 지지부(300)가 상기 각 전해조(100)들의 설치 방향과는 수직한 방향을 향해 세워진 수직 지주대(310)와, 상하의 양 끝단 부위는 각각 수직 지주대(310)에 결합 고정됨과 더불어 중앙측 부위는 각 전해조(100)의 아웃터튜브(110)를 감싸도록 설치되는 복수의 클램프(320)를 포함하여 구성됨을 제시한다.

특히, 상기한 지지부(300)는 상기 전해조(100)들의 양 측 부위에 각각 제공되도록 하여 상기 각 전해조(100)들이 더욱 안정적으로 지지될 수 있도록 함이 바람직하다.

다음으로, 상기 냉각수 파이프(400)에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 냉각수 파이프(400)는 냉각수로써 상기 전해조(100)의 아웃터튜브(110) 외면을 직접 냉각할 수 있도록 한 구성으로써, 상기 각 전해조(100)의 아웃터튜브(110) 외부 둘레면을 감싸는 관체로 형성함과 더불어 상기 냉각수 파이프(400)의 내주면과 상기 아웃터튜브(110)의 외주면 사이에는 냉각수 유로가 형성될 수 있도록 그 직경이 결정된다.

또한, 상기 각 냉각수 파이프(400)에는 냉각수의 유입을 위한 유입관(410) 및 냉각수의 유출을 위한 유출관(420)이 각각 연결된다. 이때, 상기 각 냉각수 파이프(400)에 연결되는 유입관(410) 및 유출관(420)은 서로 인접한 두 냉각수 파이프(400) 간의 중복 구성일 경우 둘 중 하나는 생략된다. 즉, 어느 한 냉각수 파이프(400)의 유출관(420)이 이에 인접한 다른 한 냉각수 파이프(400)의 유입관(410)을 이루도록 구성되는 것이다.

이와 함께, 상기 냉각수 파이프(400)에 연결되는 유입관(410) 및 유출관(420)의 위치는 서로 반대 부위가 되도록 구성함이 바람직하다. 즉, 유입관(410)을 상기 냉각수 파이프(400)의 어느 일측에 연결한다면 상기 유출관(420)은 상기 냉각수 파이프(400)의 다른 일측에 연결함으로써 상기 유입관(410)을 통해 냉각수 파이프(400) 내로 유입된 냉각수가 상기 냉각수 파이프(400)의 전 부위를 유동한 후 유출관(420)을 통해 유출되도록 한 것이다.

또한, 본 고안의 실시예에 따르면 상기 냉각수 파이프(400)의 외부 둘레면에는 첨부된 도 4 및 도 7과 같은 단열재(500)가 상기 냉각수 파이프(400)의 외부 둘레면을 감싸도록 제공됨을 추가로 제시한다.

즉, 상기 냉각수 파이프(400)의 외부 둘레면을 감싸는 단열재(500)의 추가적 제공을 통해 상기 냉각수 파이프(400)의 열손실을 방지하고, 이를 통한 전해조(100)의 냉각 성능이 더욱 향상될 수 있도록 한 것이다.

하기에서는, 전술한 바와 같이 구성된 본 고안의 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치에 의한 해수의 전해 과정에 대하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

우선, 터미널부(130)를 이루는 제1전원공급터미널(131)과 제2전원공급터미널(132)로 서로 다른 극의 전원을 각각 제공한다.

즉, 상기 제1전원공급터미널(131)로는 (-)전극의 전원을 공급함으로써 아웃터튜브(110)가 (-)전극을 이루도록 하고, 제2전원공급터미널(132)로는 (+)전극의 전원을 공급함으로써 인너튜브(120)가 (+)전극을 이루도록 하는 것이다. 이때 상기 아웃터튜브(110)와 인너튜브(120) 사이에 위치된 미들튜브(140)의 내주면은 상기 인너튜브(120)로 인해 (-)전극을 이루는 반면, 상기 미들튜브(140)의 외주면은 상기 아웃터튜브(110)로 인해 (+)전극을 이루게 된다.

또한, 전술한 상태에서는 각 전해조(100) 중 가장 하측에 위치된 전해조(100)의 일측에 연결된 유입관(도시는 생략됨)을 통해 해당 전해조(100) 내부로 해수가 유입되며, 상기와 같이 유입된 해수는 터미널부(130)의 각 통과공(131a,132a,133a)을 순차적으로 통과한 후 인너튜브(120)와 미들튜브(140) 사이의 공간 및 미들튜브(140)와 아웃터튜브(110) 사이의 공간을 통해 상기 전해조(100)의 타측으로 유동된다.

그리고, 상기와 같이 유동되는 해수 중 인너튜브(120)와 미들튜브(140) 사이의 공간을 통해 유동되는 해수는 상기 인너튜브(120)의 외주면이 이루는 (+)전극과 미들튜브(140)의 내주면이 이루는 (-)전극의 영향을 제공받아 전기분해가 이루어지며, 미들튜브(140)와 아웃터튜브(110) 사이의 공간을 통해 유동되는 해수는 상기 미들튜브(140)의 외주면이 이루는 (+)전극과 아웃터튜브(110)의 내주면이 이루는 (-)전극의 영향을 제공받아 전기분해가 이루어진다.

이후, 상기 전해조(100)를 통과한 해수는 해당 전해조(100)의 타측에 구비된 터미널부(130)의 각 통과공(131a,132a,133a)을 순차적으로 통과한 후 연결관(200)으로 유동됨과 더불어 상기 연결관(200)의 안내를 받아 그 상측에 위치된 여타 전해조(100) 내로 유입되며, 계속해서 해당 전해조(100)를 통과하는 과정에서 재차적인 전기분해가 이루어짐과 더불어 상기 여타 전해조를 통과한 해수는 상기 여타 전해조의 타측을 통해 그 상측에 위치된 또 다른 전해조 내로 유입된다.

그리고, 상기한 과정이 연속적으로 이루어지면서 해수는 각 전해조(100)를 순차적으로 통과하게 되며, 이의 과정에서 전기분해가 이루어져 염소를 생성하게 된다.

즉, 각 전해조(100)를 통과하는 해수는 상기 아웃터튜브(110)와 인너튜브(120) 및 미들튜브(140)가 이루는 각 전극에 의해 소듐이온(Sodium ion, Na⁺)과 염소이온(Chloride,Cl^-)로 해리되어 염소이온은 (+)극에서 산화되어 염소로 되고, 소듐이온은 (-)극에서 환원되어 소윰이 생성된다. 이와 함께, 상기와 같이 생성된 소듐은 물과 반응하여 수산화나트륨(NaOH)과 수소로 된 후 (+)극에서 생성된 염소와 상기 수산화나트륨이 반응하여 차아염소산나트륨(NaOCl)이 생성된다.

한편, 전술된 바와 같은 차아염소산나트륨의 생산이 진행되는 도중에는 각 전해조(100)의 아웃터튜브 외표면을 감싸도록 구성된 각 냉각수 파이프(400)로 냉각수가 유동된다. 즉, 각 냉각수 파이프(400)의 유입관(410)을 통해 냉각수가 유입되어 해당 냉각수 파이프(400)를 유동한 후 유출관(420)을 통해 또 다른 냉각수 파이프(400) 내로 유동되는 과정을 반복하면서 각 냉각수 파이프(400) 내에 위치된 각 전해조(100)의 아웃터튜브(110) 외표면을 냉각시키게 되는 것이다.

따라서, 상기 각 전해조(100)는 차아염소산나트륨을 생성 도중 발생된 열은 상기 아웃터튜브(110)를 통해 전도되는 냉각수의 냉기로 인해 냉각되고, 이로 인해 상기 각 전해조(100)는 항상 일정한 온도를 유지하면서 고농도의 차아염소산나트륨을 생산할 수 있게 된다.

특히, 상기 냉각수 파이프(400)의 외표면은 단열재(500)로 감싸여져 있음을 고려할 때 상기 냉각수 파이프(400) 내를 유동하는 냉각수가 외기로 방출됨이 방지되어 열손실의 최소화를 이룰 수 있게 된다.

결국, 본 고안의 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치는 냉각수 파이프(400)의 추가적인 제공을 통해 전해조 내부의 온도가 항상 25~30℃ 정도를 유지하면서 전류효율이 상승할 수 있게 된다.

한편, 전술된 본 고안에 따른 튜블라 타입 전해 장치는 터미널부가 각 전해조의 양 측 끝단에 각각 구비됨을 실시예로 하고 있지만 이에 한정되지는 않는다.

즉, 상기 터미널부는 종래의 일반적인 튜블라 타입 전해 장치와 같이 전해조의 어느 한 측 끝단에만 구비되도록 구성할 수도 있으며, 이의 경우에도 본 고안의 냉각수 파이프는 전해조를 감싸도록 구성함으로써 전해조 내부의 온도가 적정 온도를 유지할 수 있게 된다.

100. 전해조 110. 아웃터튜브
120. 인너튜브 122. 통전블럭
123. 체결볼트 130. 터미널부
131. 제1전원공급터미널 132. 제2전원공급터미널
133. 절연 플레이트 131a,132a,133a. 통과공
132b. 체결공 133b. 관통공
131c,132c. 단자 134. 기밀부재
140. 미들튜브 200. 연결관
210. 결합 플랜지 300. 지지부
310. 수직 지주대 320. 클램프
400. 냉각수 파이프 410. 유입관
420. 유출관 500. 단열재

Claims (4)

1. 양측이 개방된 파이프 구조로 형성되면서 +극을 제공받아 +전극을 이루는 아웃터튜브와, 상기 아웃터튜브 내에 구비되면서 -극을 제공받아 -전극을 이루는 인너튜브와, 상기 아웃터튜브 및 인너튜브의 양측 끝단에 각각 구비되면서 상기 아웃터튜브 및 인너튜브로 (+)전원 및 (-)전원을 각각 공급하는 터미널부를 구비하여 이루어진 전해조; 그리고,
   상기 전해조의 아웃터튜브 외부 둘레면을 감싸는 관체로 형성되면서 상기 아웃터튜브와의 사이에 냉각수 유로가 형성되도록 하며, 일측에는 냉각수의 유입을 위한 유입관이 연결되고, 타측에는 냉각수의 유출을 위한 유출관이 연결되어 이루어진 냉각수 파이프를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전해조는 수평 방향을 따라 설치됨과 더불어 복수로 제공되면서 서로 간은 상하 이격되도록 배치되고,
   상하로 서로 인접한 두 전해조의 어느 한 끝단으로부터 축 방향을 향해 연장되면서 서로 연결하도록 라운드지게 형성되어 해수의 유동이 전해조의 축 방향을 따라 연속적으로 이루어지도록 안내하는 해수 연결관을 더 포함하여 구성되며,
   상기 냉각수 파이프는 상기 각 전해조의 아웃터튜브를 각각 감싸도록 설치됨과 더불어 어느 한 냉각수 파이프의 유출관은 이에 인접한 다른 한 냉각수 파이프의 유입관을 이루도록 구성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 터미널부는
   평판 구조로 형성되면서 상기 아웃터튜브와 통전 가능하게 결합되며, 외주면에는 외부 전원을 제공받는 단자가 돌출 형성된 제1전원공급터미널과,
   평판 구조로 형성되면서 상기 인너튜브와 통전 가능하게 결합되며, 외주면에는 상기 제1전원공급터미널의 단자와는 다른 극의 외부 전원을 제공받는 단자가 돌출 형성된 제2전원공급터미널과,
   상기 각 전원공급터미널 사이에 개재되면서 상기 각 전원공급터미널 간을 이격시킴과 더불어 서로 간의 통전됨이 방지되도록 차단하는 절연물질로 형성된 절연 플레이트와,
   상기 제1전원공급터미널 및 절연 플레이트 사이와, 상기 절연 플레이트 및 제2전원공급터미널 사이에 각각 개재되면서 서로 간의 틈새를 통한 해수의 누수를 방지하는 기밀부재를 포함하여 구성되며,
   상기 제1전원공급터미널과 제2전원공급터미널 및 절연 플레이트에는 해수가 통과되도록 통과공이 형성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 냉각수 파이프의 외부 둘레면에는 열손실의 차단을 위한 단열재가 상기 냉각수 파이프의 외부 둘레면을 감싸도록 제공됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
   

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