KR20150108297A - 전해수 생성 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

전해수 생성 장치 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150108297A
KR20150108297A KR1020140108795A KR20140108795A KR20150108297A KR 20150108297 A KR20150108297 A KR 20150108297A KR 1020140108795 A KR1020140108795 A KR 1020140108795A KR 20140108795 A KR20140108795 A KR 20140108795A KR 20150108297 A KR20150108297 A KR 20150108297A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
positive electrode
electrolytic
negative electrode
convex portion
diaphragm
Prior art date
Application number
KR1020140108795A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102265154B1 (ko
Inventor
다카히토 다치바나
Original Assignee
가부시키가이샤니혼트림
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤니혼트림 filed Critical 가부시키가이샤니혼트림
Publication of KR20150108297A publication Critical patent/KR20150108297A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102265154B1 publication Critical patent/KR102265154B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • C25B11/031—Porous electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/02—Diaphragms; Spacing elements characterised by shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Abstract

(과제) 전해조의 양극실과 음극실 사이에서 큰 압력차가 생기더라도, 격막의 손상을 억제할 수 있는 전해수 생성 장치를 제공한다.
(해결수단) 전해수 생성 장치는, 전기 분해되는 물이 유입되는 전해실(2)을 구획하는 전해조(3)와, 전해실(2) 내에서, 서로 대향하여 배치된 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)와, 양극 급전체(4)와 음극 급전체(5) 사이에 배치되고, 또한, 전해실(2)을 양극 급전체(4)측의 양극실(2A)과 음극 급전체(5)측의 음극실(2B)로 구분하는 격막(6)을 구비한다. 격막(6)은 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5) 사이에 끼워져 있다.

Description

전해수 생성 장치 및 그 제조방법{ELECTROLYTIC WATER GENERATION DEVICE AND METHOD THEREOF}
본 발명은, 물을 전기 분해하여 전해수를 생성하는 전해수 생성 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래부터, 격막으로 구획된 양극실과 음극실을 갖는 전해조를 구비하고, 전해조 내에 도입된 수도물 등의 원수를 전기 분해하는 전해수 생성 장치가 알려져 있다(예컨대 특허문헌 1 참조).
전해수 생성 장치의 음극실에서 생성되는 수소 가스가 녹아들어간 전해수소수는, 위장 증상의 개선에 우수한 효과를 발휘하는 것이 기대되고 있다. 또한, 최근 전해수 생성 장치로 생성된 전해수소수는, 혈액 투석 치료시에 활성 산소의 제거에 적합하다고 하여 주목받고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2012-240037호 공보
전해수 생성 장치에 있어서, 격막은 양극실과 음극실 사이에서 이온을 효율적으로 통과시키기 위해 얇게 형성되어 있기 때문에, 양극실과 음극실 사이에서 생기는 압력차가 과도하게 커지면 격막이 손상을 받을 우려가 있다.
또한, 전해수 생성 장치에서는, 전해수소수에 녹아들어간 수소 분자(수소 가스)의 농도(용존 수소 농도)의 제어가 중요하다. 예컨대, 전해수소수가 혈액 투석에 이용되는 경우, 높은 용존 수소 농도가 바람직하다고 한다.
본 발명은, 이상과 같은 실상을 감안하여 안출된 것으로, 전해조의 양극실과 음극실 사이에서 큰 압력차가 생기더라도, 격막의 손상을 억제할 수 있는 전해수 생성 장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 전기 분해되는 물이 유입되는 전해실이 형성된 전해조와, 상기 전해실 내에서 서로 대향하여 배치된 양극 급전체 및 음극 급전체와, 상기 양극 급전체와 상기 음극 급전체 사이에 배치되고, 또한, 상기 전해실을 상기 양극 급전체측의 양극실과 상기 음극 급전체측의 음극실로 구분하는 격막을 구비한 전해수 생성 장치로서, 상기 격막이 상기 양극 급전체 및 상기 음극 급전체 사이에 끼워져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 전해조는, 상기 양극 급전체측의 제1 케이스편과, 상기 음극 급전체측의 제2 케이스편이 고착됨으로써 상기 전해실을 형성하고, 상기 제1 케이스편의 상기 전해실측을 향하는 내면에는, 상기 양극 급전체와 접촉하는 제1 볼록부가 형성되고, 상기 제2 케이스편의 상기 전해실측을 향하는 내면에는, 상기 음극 급전체와 접촉하는 제2 볼록부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 제1 볼록부와 상기 제2 볼록부는 교대로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 제1 케이스편의 상기 제1 볼록부는, 상기 양극 급전체를 상기 음극 급전체측으로 돌출시키고, 상기 제2 케이스편의 상기 제2 볼록부는, 상기 음극 급전체를 상기 양극측으로 돌출시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 양극 급전체 및 상기 음극 급전체 중 적어도 한쪽의 급전체는 파형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 격막은 상기 한쪽의 급전체를 따라서 파형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 양극 급전체 및 상기 음극 급전체 중 다른 한쪽의 급전체는, 상기 격막을 따라서 파형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 제1 볼록부가 상기 양극 급전체를 상기 음극 급전체측으로 돌출시키고, 상기 제2 볼록부가 상기 음극 급전체를 상기 양극 급전체측으로 돌출시킴으로써, 상기 양극 급전체와 상기 음극 급전체와 상기 격막이 동일한 파형의 형상으로 교정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 제1 케이스편의 상기 내면에는, 상기 전해실에 유입된 물이 유통하는 제1 홈부가 형성되고, 상기 제1 볼록부와 상기 제1 홈부는 교대로 형성되고, 상기 제2 케이스편의 상기 내면에는, 상기 전해실에 유입된 물이 유통하는 제2 홈부가 형성되고, 상기 제2 볼록부와 상기 제2 홈부는 교대로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 양극 급전체 및 상기 음극 급전체는, 각각 그 판두께 방향에서 물이 왕래 가능한 메쉬형 급전체인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 양극 급전체 및 상기 음극 급전체의 각각은, 제1 메쉬형 급전체와, 상기 제1 메쉬형 급전체와 중첩되며 상기 제1 메쉬형 급전체보다 굽힘 강성이 작은 제2 메쉬형 급전체를 포함하고, 상기 제2 메쉬형 급전체는 상기 격막측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 제1 볼록부는, 상기 음극 급전체, 상기 격막 및 상기 양극 급전체를 사이에 두고, 상기 제2 볼록부에 대향하는 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 전해수 생성 장치에 있어서, 상기 격막은 고체 고분자막을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 상기 전해수 생성 장치를 제조하는 전해수 생성 장치의 제조방법으로서, 상기 제1 케이스편과 상기 제2 케이스편 사이에 상기 양극 급전체, 상기 격막 및 상기 음극 급전체의 적층체를 배치하는 급전체 배치 공정과, 상기 제1 케이스편과 상기 제2 케이스편을 고착함으로써, 상기 제1 케이스편의 상기 제1 볼록부와 상기 제2 케이스편의 제2 볼록부 사이에 상기 적층체를 끼워 압박하는 적층체 압박 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전해수 생성 장치는, 전기 분해되는 물이 유입되는 전해실이 형성된 전해조와, 전해실 내에서 서로 대향하여 배치된 양극 급전체 및 음극 급전체와, 양극 급전체와 음극 급전체 사이에 배치되며, 전해실을 양극실과 음극실로 구분하는 격막을 구비한다. 격막은 양극 급전체 및 음극 급전체 사이에 끼워져 있기 때문에, 격막의 형상은 양극 급전체 및 음극 급전체에 의해 유지되며, 격막에 가해지는 응력은 감소한다. 따라서, 전해조의 양극실과 음극실 사이에서 큰 압력차가 생기더라도, 격막의 손상이 억제된다.
본 발명의 전해수 생성 장치의 제조방법은, 급전체 배치 공정과 적층체 압박 공정을 포함한다. 급전체 배치 공정에서는, 제1 케이스편과 제2 케이스편 사이에 양극 급전체, 격막 및 음극 급전체의 적층체를 배치한다. 적층체 압박 공정에서는, 제1 케이스편과 제2 케이스편을 고착함으로써, 제1 케이스편의 제1 볼록부와 제2 케이스편의 제2 볼록부 사이에 적층체를 끼워 압박한다. 이에 따라, 격막의 손상이 억제되어, 고농도의 전해수소수를 생성할 수 있는 전해수 생성 장치를 저렴하고 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 전해수 생성 장치의 일실시형태의 개략 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 도 1의 전해조의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 전해조의 조립 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 5는 전해실에 수용되기 전의 제1 메쉬형 급전체 및 제2 메쉬형 급전체를 확대하여 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 2의 제1 케이스편 및 제2 케이스편을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 1의 전해수 생성 장치의 제조방법의 주요 공정을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 4의 전해조의 변형예를 나타내는 A-A선 단면도이다.
도 9는 도 6의 제1 케이스편 및 제2 케이스편의 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 6의 제1 케이스편 및 제2 케이스편의 다른 변형예를 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명의 일실시형태가 도면에 기초하여 설명된다.
도 1은, 본 실시형태의 전해수 생성 장치(1)의 개략 구성을 나타내고 있다. 전해수 생성 장치(1)는, 가정의 음료용 및 요리용 물의 생성이나 혈액 투석의 투석액의 생성에 이용되어도 좋다.
전해수 생성 장치(1)는, 전기 분해되는 물이 유입되는 전해실(2)이 형성된 전해조(3)와, 전해실(2) 내에서 서로 대향하여 배치된 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)와, 양극 급전체(4)와 음극 급전체(5) 사이에 배치된 격막(6)을 구비하고 있다. 격막(6)은, 전해실(2)을 양극 급전체(4)측의 양극실(2A)과 음극 급전체(5)측의 음극실(2B)로 구분한다. 격막(6)은 전기 분해로 생긴 이온을 통과시키고, 격막(6)을 통해 양극 급전체(4)와 음극 급전체(5)가 전기적으로 접속된다. 양극 급전체(4)와 음극 급전체(5) 사이에 전압이 인가되면, 전해실(2) 내에서 물이 전기 분해되어 전해수를 얻을 수 있다.
전해수 생성 장치(1)는, 전원부(11)와, 극성 전환부(12)와, 전류계(13)와, 유량계(14)와, 유량 제어 밸브(15a 및 15b)와, 유로 전환 밸브(16a 및 16b)와, 제어부(17)를 구비하고 있다.
전원부(11)는, 플러그(11a)를 통해 상용 교류 전원에 접속되며, 제어부(17)로부터 입력된 제어 신호에 따라서 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)에 직류 전압을 인가한다. 극성 전환부(12)는, 제어부(17)로부터 입력된 제어 신호에 따라서, 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)에 인가하는 직류 전압의 극성을 전환한다. 극성 전환부(12)가 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)에 인가하는 직류 전압의 극성을 전환함으로써, 도 1 중의 양극 급전체(4)와 음극 급전체(5)의 극성이 서로 교체되고, 이에 따라, 양극실(2A)과 음극실(2B)이 서로 교체된다(이하 도 2 이후에 있어서도 동일). 극성 전환부(12)가 정해진 시간, 정해진 유량 또는 정해진 동작마다 급전체(4, 5)의 극성을 전환함으로써, 음극측의 급전체에 스케일이 계속 부착되는 것이 방지된다. 전류계(13)는, 전원부(11), 극성 전환부(12), 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5) 등에 의해 구성되는 회로를 흐르는 전류를 검지하여, 대응하는 신호를 제어부(17)에 출력한다.
유량계(14)는 급수로(18)에 설치되며, 전해수 생성 장치(1)에 유입되는 수량을 검지하여 제어부(17)에 출력한다. 급수로(18)에는 정화된 물이 공급된다. 유량계(14)의 하류에 형성된 급수로(18)는, 제1 급수로(18a) 및 제2 급수로(18b)로 분기된다.
유량 제어 밸브(15a)는 제1 급수로(18a)에 설치되며, 전해실(2)에 유입되는 수량을 제어한다. 유량 제어 밸브(15b)는 배수로(20)에 설치되며, 전해실(2)로부터 유출되는 수량을 제어한다. 유량 제어 밸브(15a 및 15b)가 양극실(2A) 또는 음극실(2B)을 유입 유출하는 수량을 제한함으로써, 양극실(2A)을 유입 유출하는 수량과 음극실(2B)을 유입 유출하는 수량 사이에 차이가 생긴다. 이에 따라, 배수로(20)로부터 배출되는 배수를 줄여 물의 유효 이용을 도모할 수 있다. 양극실(2A)을 유입 유출하는 수량과 음극실(2B)을 유입 유출하는 수량의 비는, 고정되어도 좋고, 수동 또는 제어부(17)의 제어에 의해 적절하게 변경 가능하게 구성되어 있어도 좋다. 양극실(2A)을 유입 유출하는 수량과 음극실(2B)을 유입 유출하는 수량의 비를 변경함으로써, 양극실(2A)과 음극실(2B) 사이에서 압력차가 생기는 경우가 있다.
유로 전환 밸브(16a)는, 제어부(17)로부터 입력된 제어 신호에 따라서, 제1 급수로(18a) 및 제2 급수로(18b)와 양극실(2A) 및 음극실(2B)의 접속을 전환한다. 유로 전환 밸브(16b)는, 제어부(17)로부터 입력된 제어 신호에 따라서, 양극실(2A) 및 음극실(2B)과 송수로(19) 및 배수로(20)의 접속을 전환한다. 유로 전환 밸브(16a)와 유로 전환 밸브(16b)는 예컨대 모터(도시하지 않음)에 의해 구동된다. 송수로(19)는 음극실(2B)에서 생성된 전해수소수를 송출한다.
제어부(17)는 각 부의 제어를 담당한다. 예컨대, 제어부(17)는, 전류계(13)로부터 입력되는 신호에 기초하여 전원부(11)의 출력을 피드백 제어한다.
또한, 제어부(17)는 시간을 계수하여, 정해진 시간이 경과할 때마다 극성 전환부(12) 및 유로 전환 밸브(16a 및 16b)의 전환 동작을 제어한다. 극성 전환부(12) 및 유로 전환 밸브(16a 및 16b)의 전환 동작의 제어는, 상기 시간에 의해 관리하는 형태 대신, 또는 상기 시간에 의해 관리하는 형태에 더하여, 송수로(19)로부터 송수되는 수량에 의해 관리하는 형태이어도 좋다. 이 경우, 제어부(17)는, 유량계(14)로부터 입력되는 신호에 기초하여 송수로(19)로부터 송수되는 수량을 적산하여, 정해진 수량이 송수될 때마다 극성 전환부(12) 및 유로 전환 밸브(16a 및 16b)의 전환 동작을 제어하는 것이어도 좋다. 또한, 극성 전환부(12) 및 유로 전환 밸브(16a 및 16b)의 전환 동작의 제어는, 정해진 동작이 행해질 때마다 이루어지는 것이어도 좋다.
제어부(17)에 의한 관리하에서, 극성 전환부(12) 및 유로 전환 밸브(16a 및 16b)가 동기하여 동작함으로써, 송수로(19)로부터 항상 음극실(2B)에서 생성된 전해수소수가 송출되고, 배수로(20)로부터 항상 양극실(2A)에서 생성된 산성수가 송출된다. 또, 양극실(2A)에서 생성된 산성수를 송수로(19)로부터 송수시키는 경우는, 유로 전환 밸브(16b)의 동작을 반전시키면 된다. 이 경우, 송수로(19)로부터 양극실(2A)에서 생성된 산성수가 송출되고, 배수로(20)로부터 음극실(2B)에서 생성된 전해수소수가 송출된다.
도 2는, 전해조(3)의 구조를 나타내고 있다. 도 3은, 전해조(3)의 조립 사시도이다. 전해조(3)는, 양극 급전체(4)측의 제1 케이스편(3A)과, 음극 급전체(5)측의 제2 케이스편(3B)을 갖고 있다. 서로 대향하여 배치된 제1 케이스편(3A)과 제2 케이스편(3B)이 고착됨으로써, 그 내부에 전해실(2)이 형성된다.
양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)의 외측 둘레 가장자리의 외측에는, 제1 케이스편(3A)과 제2 케이스편(3B)의 맞춤면으로부터의 누수를 방지하기 위한 밀봉 부재(3C)가 설치되어 있다. 격막(6)의 외측 둘레부는 밀봉 부재(3C) 사이에 끼워져 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전해조(3)는, 전해실(2) 내에 양극 급전체(4), 격막(6) 및 음극 급전체(5)가 중첩되어 이루어진 적층체(10)를 수용하고 있다. 본 실시형태에서는, 격막(6)으로서, 예컨대 술폰산기를 갖는 불소계의 수지 재료로 이루어진 고체 고분자막(6a)이 이용되고 있다. 고체 고분자막(6a)의 양면에는, 백금으로 이루어진 도금층(6b)이 형성되어 있다. 고체 고분자막(6a)을 격막(6)에 이용한 전해조(3)에서는, 격막(6)의 양극측과 음극측에서 이하에 나타내는 반응이 생긴다.
양극측 : 6H2O→4H3O++O2+4e-
음극측 : 4H3O++4e-→2H2+4H2O
이 때, 양극측에서 생긴 옥소늄 이온 4H3O+는, 고체 고분자막(6a)을 통과하여 음극측으로 이동하고, 전자 4e-와 결합하여 수소 분자 2H2가 발생한다. 음극측에서 생긴 수소 분자 H2는 음극실(2B) 내의 물에 녹아들어가 전해수소수를 구성한다. 음극실(2B)에서 생긴 전해수소수는 송수로(19)를 통해 송수된다. 한편, 양극실(2A)에서 생긴 산성수는 배수로(20)를 통해 배출된다.
격막(6)은, 전해실(2) 내에서 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5) 사이에 끼워져 있다. 따라서, 격막(6)의 형상은 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)에 의해 유지되어 있다. 이러한 격막(6)의 유지 구조를 갖는 본 실시형태에 의하면, 전해조(3)의 양극실(2A)과 음극실(2B) 사이에 생기는 압력차에 기인하는 응력의 대부분은 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)에 의해 부담되어, 격막(6)에 가해지는 응력은 감소한다. 이에 따라, 양극실(2A)과 음극실(2B) 사이에서 큰 압력차가 생기는 상태로 전해수 생성 장치(1)를 동작시키더라도, 격막(6)에는 큰 응력이 생기지 않는다. 따라서, 물의 이용 효율을 높이는 것이 가능해진다. 또한, 격막(6)이 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5) 사이에 끼워져 있기 때문에, 격막(6)의 도금층(6b)과 양극 급전체(4) 사이 및 격막(6)의 도금층(6b)과 음극 급전체(5) 사이에서의 접촉 저항이 감소하여, 전압 강하가 억제된다. 이에 따라, 전해실(2) 내에서의 전기 분해가 촉진되어, 높은 용존 수소 농도의 전해수소수를 생성할 수 있게 된다.
도 4는, 도 2에 나타내는 전해조(3)의 A-A선 단면을 나타내고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 양극 급전체(4)는, 제1 케이스편(3A)과 제2 케이스편(3B)에 의해 교정됨으로써 파형으로 형성되어 있다. 이러한 파판형의 양극 급전체(4)는, 큰 굽힘 강성을 갖고 있기 때문에, 격막(6)을 통해 양극 급전체(4)가 전해실(2) 내에서의 압력차에 의해 큰 응력을 받더라도 그 변형이 억제되어, 격막(6)의 손상이 억제된다.
격막(6)은 양극 급전체(4)를 따라서 파형으로 형성되어 있다. 즉, 양극 급전체(4)와 격막(6)은 동진폭, 동파장 및 동위상의 파형으로 형성되어 있다. 이에 따라, 격막(6)과 양극 급전체(4) 사이의 접촉 저항이 작아지기 때문에, 격막(6)과 양극 급전체(4) 사이의 도통이 양호해져, 전해실(2) 내에서의 전기 분해가 촉진된다.
음극 급전체(5)는, 제1 케이스편(3A)과 제2 케이스편(3B)에 의해 교정됨으로써 파형으로 형성되어 있다. 즉, 음극 급전체(5)와 격막(6)은, 동진폭, 동파장 및 동위상의 파형으로 형성되어 있다. 이러한 파판형의 음극 급전체(5)는 큰 굽힘 강성을 갖고 있기 때문에, 격막(6)을 통해 음극 급전체(5)가 전해실(2) 내에서의 압력차에 의해 큰 응력을 받더라도 그 변형이 억제되어, 격막(6)의 손상이 억제된다. 또한, 격막(6)과 음극 급전체(5) 사이의 접촉 저항이 작아지기 때문에, 격막(6)과 음극 급전체(5) 사이의 도통이 양호해져, 전해실(2) 내에서의 전기 분해가 촉진된다.
본 실시형태에서는, 양극 급전체(4), 격막(6) 및 음극 급전체(5)가, 각각 대응하는 파형으로 형성되어 있다. 따라서, 극성 전환부(12)가 급전체의 극성을 반전시킨 경우라 하더라도, 격막(6)은 적어도 한쪽의 급전체에 의해 유지되기 때문에, 전해조(3)의 양극실(2A)과 음극실(2B) 사이에서 큰 압력차가 생기더라도 격막(6)의 변형이 억제되어, 격막(6)의 손상이 억제된다.
양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)는, 각각 그 판두께 방향에서 물이 왕래 가능하게 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)의 각각은, 제1 메쉬형 급전체(7)와 제2 메쉬형 급전체(8)를 포함한다. 이러한 메쉬형의 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)는, 격막(6)을 사이에 끼우면서 격막(6)의 표면에 물을 골고루 퍼지게 할 수 있어, 전해실(2) 내에서의 전기 분해를 촉진한다.
제1 메쉬형 급전체(7)와 제2 메쉬형 급전체(8)는, 서로 중첩된 상태로 전해실(2)에 수용되어 있다. 격막(6)과, 격막(6)을 사이에 두고 설치된 한쌍의 제2 메쉬형 급전체(8) 및 한쌍의 제1 메쉬형 급전체(7)에 의해 적층체(10)가 구성된다. 제1 메쉬형 급전체(7)에는 전해조(3)의 외부로 돌출된 단자(7a)가 설치되어 있다. 제2 메쉬형 급전체(8)는 격막(6)측에 배치되어 있다. 단자(7a)를 통해 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)에 직류 전압이 인가된다.
도 5는, 전해실(2)에 수용되기 전의 제1 메쉬형 급전체(7) 및 제2 메쉬형 급전체(8)를 확대하여 나타내고 있다. 본 실시형태의 제1 메쉬형 급전체(7) 및 제2 메쉬형 급전체(8)는, 익스팬드 메탈에 의해 구성되어 있다. 제1 메쉬형 급전체(7) 및 제2 메쉬형 급전체(8)는, 직금망 등에 의해 구성되어 있어도 좋다.
제1 메쉬형 급전체(7) 및 제2 메쉬형 급전체(8)는, 예컨대 티타늄으로 이루어지며, 그 표면에는 백금으로 이루어진 도금층(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 도금층은 티타늄의 산화를 방지한다.
제2 메쉬형 급전체(8)의 굽힘 강성은 제1 메쉬형 급전체(7)의 굽힘 강성보다 작게 설정되어 있다. 보다 구체적으로는, 제2 메쉬형 급전체(8)의 스트랜드폭(S2)은 제1 메쉬형 급전체(7)의 스트랜드폭(S1)보다 작게 설정되어 있다. 이러한 제1 메쉬형 급전체(7)는 격막(6)과 함께 유연하게 변형 가능하여, 격막(6)의 손상을 억제한다.
또한, 제2 메쉬형 급전체(8)의 피치(P2)는 제1 메쉬형 급전체(7)의 피치(P1)보다 작게 설정되어 있다. 이러한 제2 메쉬형 급전체(8)는 격막(6)과의 접촉 저항을 적게 한다. 이에 따라, 격막(6)과 제2 메쉬형 급전체(8) 사이의 도통이 양호해져, 전해실(2) 내에서의 전기 분해가 촉진된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)의 외측에 설치되어 있는 제1 메쉬형 급전체(7)의 두께(T1)는 제2 메쉬형 급전체(8)의 두께(T2)보다 크게 설정되어 있다. 이러한 제1 메쉬형 급전체(7)는 굽힘 강성이 크기 때문에, 적층체(10)에 굽힘 응력이 가해졌을 때 보다 큰 응력을 부담하는 것이 가능하여, 격막(6)에 생기는 응력을 억제한다. 이에 따라, 격막(6)의 손상을 한층 더 억제하는 것이 가능해진다.
본 실시형태에서는, 적층체(10)의 외측에 굽힘 강성이 높은 제1 메쉬형 급전체(7)가 설치되어 있기 때문에, 적층체(10) 전체의 굽힘 강성이 높아져, 격막(6)에 생기는 응력이 한층 더 억제된다. 또한, 격막(6)과 제1 메쉬형 급전체(7) 사이에 설치되어 있는 제2 메쉬형 급전체(8)가 양자의 완충재로서 기능하여, 격막(6)의 손상을 한층 더 억제한다.
도 6은, 제1 케이스편(3A) 및 제2 케이스편(3B)을 나타내고 있다. 도 4, 6에 도시된 바와 같이, 제1 케이스편(3A)의 전해실(2)측을 향하는 내면에는, 전해실(2)에 유입된 물이 유통하는 복수의 제1 홈부(31)와, 양극 급전체(4)와 접촉하는 복수의 제1 볼록부(32)가 교대로 형성되어 있다. 제1 홈부(31) 및 제1 볼록부(32)는, 세로로 긴 형상의 제1 케이스편(3A)의 길이 방향을 따라서 연속적으로 연장되어 있다. 제1 홈부(31)는 양극실(2A)을 구성한다.
한편, 제2 케이스편(3B)의 전해실(2)측을 향하는 내면에는, 전해실(2)에 유입된 물이 유통하는 복수의 제2 홈부(33)와, 음극 급전체(5)와 접촉하는 복수의 제2 볼록부(34)가 교대로 형성되어 있다. 제2 홈부(33) 및 제2 볼록부(34)는, 세로로 긴 형상의 제2 케이스편(3B)의 길이 방향을 따라서 연속적으로 연장되어 있다. 제2 홈부(33)는 음극실(2B)을 구성한다.
제1 볼록부(32)는, 양극 급전체(4), 격막(6) 및 음극 급전체(5)를 사이에 두고, 제2 홈부(33)에 대향하는 위치에 형성되어 있다. 한편, 제2 볼록부(34)는, 음극 급전체(5), 격막(6) 및 양극 급전체(4)를 사이에 두고, 제1 홈부(31)에 대향하는 위치에 형성되어 있다. 제1 볼록부(32)와 제2 볼록부(34)는, 제1 케이스편(3A)과 제2 케이스편(3B)이 고착되었을 때 교대로 위치하도록 형성되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 케이스편(3A)의 제1 볼록부(32)의 선단부는, 양극 급전체(4)의 제1 메쉬형 급전체(7)와 접촉하고, 양극 급전체(4)를 음극 급전체(5)측으로 돌출시킨다. 한편, 제2 케이스편(3B)의 제2 볼록부(34)는, 음극 급전체(5)의 제1 메쉬형 급전체(7)와 접촉하고, 음극 급전체(5)를 양극 급전체(4)측으로 돌출시킨다. 이에 따라, 음극 급전체(5), 격막(6) 및 양극 급전체(4)로 이루어진 적층체(10)가 파형의 형상으로 교정된다. 즉, 양극 급전체(4)와 음극 급전체(5)와 격막(6)이 동일한 파형으로 교정된다.
제1 볼록부(32)의 선단부는, 양극 급전체(4)의 제1 메쉬형 급전체(7)와 접촉하고 있기 때문에, 양극실(2A)과 음극실(2B)의 압력차에 의해 양극 급전체(4)가 격막(6)을 통해 제1 케이스편(3A)측에 힘을 받았을 때, 양극 급전체(4)를 지지하면서 양극 급전체(4)의 변형을 억제한다. 마찬가지로, 제2 볼록부(34)의 선단부는, 음극 급전체(5)의 제1 메쉬형 급전체(7)와 접촉하고 있기 때문에, 양극실(2A)과 음극실(2B)의 압력차에 의해 음극 급전체(5)가 격막(6)을 통해 제2 케이스편(3B)측에 힘을 받았을 때, 음극 급전체(5)를 지지하면서 음극 급전체(5)의 변형을 억제한다.
도 2, 3에 도시된 바와 같이, 전해조(3)에는 L자형의 이음새(35, 36, 37, 38)가 설치되어 있다. 이음새(35, 36)는 제1 케이스편(3A), 제2 케이스편(3B)의 하부에 장착되며, 유로 전환 밸브(16a)와 접속된다. 이음새(37, 38)는 제1 케이스편(3A), 제2 케이스편(3B)의 상부에 장착되며, 유로 전환 밸브(16b)와 접속된다.
도 3, 6에 도시된 바와 같이, 제1 케이스편(3A)의 내면의 하부에는 제1 분수로(41)가 형성되어 있다. 제1 분수로(41)는 제1 케이스편(3A)의 짧은 방향을 따라서 연장되어, 제1 홈부(31)와 연통하고 있다. 마찬가지로, 제2 케이스편(3B)의 내면의 하부에는 제2 분수로(42)가 형성되어 있다. 제2 분수로(42)는 제2 케이스편(3B)의 짧은 방향을 따라서 연장되어, 제2 홈부(33)와 연통하고 있다. 이음새(35, 36)로부터 유입된 물은, 각각 제1 분수로(41) 또는 제2 분수로(42)를 통해 제1 홈부(31) 또는 제2 홈부(33)에 유입되고, 제1 홈부(31) 또는 제2 홈부(33)를 따라서 상측으로 흐른다.
한편, 제1 케이스편(3A)의 내면의 상부에는 제1 집수로(43)가 형성되어 있다. 제1 집수로(43)는, 제1 케이스편(3A)의 짧은 방향을 따라서 연장되어, 제1 홈부(31)와 연통하고 있다. 마찬가지로, 제2 케이스편(3B)의 내면의 상부에는 제2 집수로(44)가 형성되어 있다. 제2 집수로(44)는, 제2 케이스편(3B)의 짧은 방향을 따라서 연장되어, 제2 홈부(33)와 연통하고 있다. 제1 홈부(31) 또는 제2 홈부(33)를 따라서 상측으로 이동한 물은, 각각 제1 집수로(43) 또는 제2 집수로(44)에 의해 모여, 이음새(37 또는 38)로부터 유출된다.
음극실(2B)에서 발생한 수소 분자는, 미세한 기포가 되어 음극실(2B)의 상측으로 이동한다. 본 실시형태에서는, 전해실(2)의 하부에 설치된 이음새(35, 36)로부터 유입된 물은 제2 홈부(33)를 상측으로 흐른다. 따라서, 수소 분자의 이동 방향과 물이 흐르는 방향이 일치하기 때문에, 수소 분자가 물에 녹아들기 쉬워져 용존 수소 농도가 높아진다. 나아가, 제2 홈부(33)가 세로로 긴 형상의 제2 케이스편(3B)의 길이 방향을 따라서, 즉 짧은 방향으로 수직으로 연장되어 있기 때문에, 유로의 단면적이 작아진다. 이에 따라, 제2 홈부(33)를 흐르는 물의 유속이 높아지기 때문에, 수소 분자가 물에 녹아들기 쉬워져 용존 수소 농도가 높아진다.
제1 케이스편(3A)의 제1 분수로(41) 및 제1 집수로(43)에는 복수의 볼록부(45)가 형성되어 있다. 볼록부(45)의 선단은 양극 급전체(4)의 제1 메쉬형 급전체(7)와 접촉한다. 마찬가지로 제2 케이스편(3B)의 제2 분수로(42) 및 제2 집수로(44)에는 복수의 볼록부(46)가 형성되어 있다. 볼록부(46)의 선단은, 음극 급전체(5)의 제1 메쉬형 급전체(7)와 접촉한다. 볼록부(45) 및 볼록부(46)의 선단이 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)와 각각 접촉함으로써, 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)가 이들의 상부 및 하부 사이에 끼워져 적층체(10)가 유지된다.
도 7은, 전해수 생성 장치(1)의 제조방법의 주요 공정을 나타내고 있다. 도 7의 (a)에 나타내는 급전체 배치 공정에서는, 양극 급전체(4), 격막(6) 및 음극 급전체(5)의 적층체(10)가, 제1 케이스편(3A)과 제2 케이스편(3B) 사이에 배치된다. 즉, 제1 메쉬형 급전체(7), 제2 메쉬형 급전체(8), 격막(6), 제2 메쉬형 급전체(8) 및 제1 메쉬형 급전체(7)의 적층체(10)가, 제1 케이스편(3A)과 제2 케이스편(3B) 사이에 배치된다.
도 7의 (b) 내지 (c)에 나타내는 적층체 압박 공정에서는, 제1 케이스편(3A)과 제2 케이스편(3B)이 고착된다. 즉, 도 7의 (b)의 화살표 A에 도시된 바와 같이, 제1 케이스편(3A)과 제2 케이스편(3B)이 접근되어, 제1 케이스편(3A)의 제1 볼록부(32)가 양극 급전체(4)의 제1 메쉬형 급전체(7)와 접촉한다. 이 때, 제2 케이스편(3B)의 제2 볼록부(34)도, 음극 급전체(5)의 제1 메쉬형 급전체(7)와 접촉한다.
또한, 도 7의 (c)의 화살표 B에 도시된 바와 같이, 제1 케이스편(3A)과 제2 케이스편(3B)이 접근되어 양자가 접합된다. 이 때, 제1 케이스편(3A)의 제1 볼록부(32)와 제2 케이스편(3B)의 제2 볼록부(34)가, 적층체(10)를 사이에 끼워 압박한다. 이에 따라, 제1 케이스편(3A)의 제1 볼록부(32)는, 적층체(10)를 제2 케이스편(3B)의 제2 홈부(33)측으로 돌출시킨다. 마찬가지로, 제2 케이스편(3B)의 제2 볼록부(34)는, 적층체(10)를 제1 케이스편(3A)의 제1 홈부(31)측으로 돌출시킨다. 이에 따라, 적층체(10)는 파형으로 변형되고, 파형의 양극 급전체(4), 격막(6) 및 음극 급전체(5)를 갖는 전해수 생성 장치(1)를 저렴하고 용이하게 제조할 수 있다. 또, 제1 케이스편(3A)과 제2 케이스편(3B)은, 예컨대 볼트(도시하지 않음) 등에 의해 접합되어 고착된다.
(변형예 1)
도 8은, 전해조(3)의 변형예를 나타내고 있다. 전해조(3)는, 제1 케이스편(3A)의 제1 볼록부(32)가, 음극 급전체(5), 격막(6) 및 양극 급전체(4)를 사이에 두고, 제2 케이스편(3B)의 제2 볼록부(34)와 대향하도록 배치되어 있는 점에서, 도 3 등에 나타내는 전해조(3)와는 상이하다. 이에 따라, 제1 케이스편(3A)의 제1 홈부(31)는, 음극 급전체(5), 격막(6) 및 양극 급전체(4)를 사이에 두고, 제2 케이스편(3B)의 제2 홈부(33)와 대향하도록 배치된다.
이 전해조(3)에서는, 양극 급전체(4), 격막(6) 및 음극 급전체(5)의 형상은 평판형인 채로 유지되어 있다. 양극 급전체(4), 격막(6) 및 음극 급전체(5)의 적층체(10)는, 제1 볼록부(32) 및 제2 볼록부(34) 사이에 끼워져 있다. 즉, 양극 급전체(4)의 제1 메쉬형 급전체(7)는, 제1 케이스편(3A)의 제1 볼록부(32)에 의해 지지되어 있다. 마찬가지로, 음극 급전체(5)의 제1 메쉬형 급전체(7)는, 제2 케이스편(3B)의 제2 볼록부(34)에 의해 지지되어 있다. 따라서, 전해조(3)의 양극실(2A)과 음극실(2B) 사이에 생기는 압력차에 기인하는 응력의 대부분은, 양극 급전체(4), 제1 볼록부(32) 또는 음극 급전체(5), 제2 볼록부(34)에 의해 부담되어, 격막(6)에 가해지는 응력은 감소한다. 이에 따라, 양극실(2A)과 음극실(2B) 사이에서 큰 압력차가 생기는 상태로 전해수 생성 장치(1)를 동작시키더라도 격막(6)에는 큰 응력이 생기지 않기 때문에, 격막(6)의 손상이 억제된다.
(변형예 2)
도 9는, 도 6에 나타내는 제1 케이스편(3A) 및 제2 케이스편(3B)의 변형예인 제1 케이스편(9A) 및 제2 케이스편(9B)을 나타내고 있다. 제1 케이스편(9A)은, 제1 볼록부(32) 대신에 제1 케이스편(9A)의 길이 방향을 따라서 단속적으로 연장되는 복수의 제1 볼록부(92)를 갖고 있는 점에서, 제1 케이스편(3A)과는 상이하다. 제1 볼록부(92)는, 제1 케이스편(9A)의 전해실(2)측을 향하는 내저면(91)으로부터 전해실(2)측으로 융기되어 형성되어 있다. 전해실(2)에 유입된 물은, 제1 케이스편(9A)의 짧은 방향에 인접하는 제1 볼록부(92)의 사이를 유통한다.
마찬가지로, 제2 케이스편(9B)은, 제2 볼록부(34) 대신에 제2 케이스편(9B)의 길이 방향을 따라서 단속적으로 연장되는 복수의 제2 볼록부(94)를 갖고 있는 점에서, 제2 케이스편(3B)과는 상이하다. 제2 볼록부(94)는, 제2 케이스편(9B)의 전해실(2)측을 향하는 내저면(93)으로부터 전해실(2)측으로 융기되어 형성되어 있다. 전해실(2)에 유입된 물은, 제2 케이스편(9B)의 짧은 방향에 인접하는 제2 볼록부(94)의 사이를 유통한다.
제1 볼록부(92)와 제2 볼록부(94)는, 제1 케이스편(9A)과 제2 케이스편(9B)이 고착되었을 때 교대로 위치하도록 형성되어 있다. 이 때, 제1 볼록부(92) 및 제2 볼록부(94)는, 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)와 접촉하여, 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)를 파형으로 교정한다.
(변형예 3)
도 10은, 도 6에 나타내는 제1 케이스편(3A) 및 제2 케이스편(3B)의 다른 변형예인 제1 케이스편(9C) 및 제2 케이스편(9D)을 나타내고 있다. 제1 케이스편(9C)은, 제1 볼록부(32) 대신에 이산적으로 형성된 복수의 제1 볼록부(97)를 갖고 있는 점에서, 제1 케이스편(3A)과는 상이하다. 제1 볼록부(97)는, 평면에서 볼 때 도트형의 원기둥으로 형성되어 있다. 제1 볼록부(97)는, 평면에서 볼 때 타원형으로 형성되어 있어도 좋다. 제1 볼록부(97)는, 제1 케이스편(9A)의 전해실(2)측을 향하는 내저면(96)으로부터 전해실(2)측으로 융기되어 형성되어 있다. 전해실(2)에 유입된 물은, 제1 케이스편(9C)의 짧은 방향에 인접하는 제1 볼록부(97)의 사이를 유통한다.
마찬가지로, 제2 케이스편(9D)은, 제2 볼록부(34) 대신에 이산적으로 형성된 복수의 제2 볼록부(99)를 갖고 있는 점에서, 제2 케이스편(3B)과는 상이하다. 제2 볼록부(99)는, 평면에서 볼 때 도트형의 원기둥으로 형성되어 있다. 제2 볼록부(99)는, 평면에서 볼 때 타원형으로 형성되어 있어도 좋다. 제2 볼록부(99)는, 제2 케이스편(9D)의 전해실(2)측을 향하는 내저면(98)으로부터 전해실(2)측으로 융기되어 형성되어 있다. 전해실(2)에 유입된 물은, 제2 케이스편(9D)의 짧은 방향에 인접하는 제2 볼록부(99)의 사이를 유통한다.
제1 볼록부(97)와 제2 볼록부(99)는, 제1 케이스편(9C)과 제2 케이스편(9D)이 고착되었을 때 교대로 위치하도록 형성되어 있다. 이 때, 제1 볼록부(97) 및 제2 볼록부(99)는, 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)와 접촉하여, 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)를 파형으로 교정한다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 실시형태의 전해수 생성 장치(1)에 의하면, 격막(6)이 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5) 사이에 끼워져 있기 때문에, 격막(6)의 형상은 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)에 의해 유지되며, 격막(6)에 가해지는 응력은 감소한다. 따라서, 전해조(3)의 양극실(2A)과 음극실(2B) 사이에서 큰 압력차가 생기더라도 격막(6)의 손상이 억제된다.
이상, 본 발명의 전해수 생성 장치(1)가 상세히 설명되었지만, 본 발명은 상기 구체적인 실시형태에 한정되지 않고 여러가지 양태로 변경하여 실시된다. 즉, 전해수 생성 장치(1)는, 적어도 전기 분해되는 물이 유입되는 전해실(2)을 구획하는 전해조(3)와, 전해실(2) 내에서 서로 대향하여 배치된 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)와, 양극 급전체(4)와 음극 급전체(5) 사이에 배치되고, 또한, 전해실(2)을 양극 급전체(4)측의 양극실(2A)과 음극 급전체(5)측의 음극실(2B)로 구분하는 격막(6)을 구비하고, 격막(6)이 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5) 사이에 끼워져 있으면 된다.
또한, 복수의 전해조(3)를 직렬로 설치함으로써, 투석 장치에 공급하는 전해수소수의 용존 수소 농도를 높일 수 있다.
양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)는, 각각 그 판두께 방향에서 물이 왕래 가능한 도전체로 구성되어 있으면 된다. 예컨대, 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)는 펀칭메탈로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)의 각각이 제1 메쉬형 급전체(7)와 제2 메쉬형 급전체(8)를 포함하는 구성을 나타냈지만, 양극 급전체(4) 및 음극 급전체(5)는 1장의 메쉬형 급전체로 구성되어 있어도 좋다.
1 : 전해수 생성 장치 2 : 전해실
2A : 양극실 2B : 음극실
3 : 전해조 3A : 제1 케이스편
3B : 제2 케이스편 4 : 양극 급전체
5 : 음극 급전체 6 : 격막
6a : 고체 고분자막 7 : 제1 메쉬형 급전체
8 : 제2 메쉬형 급전체 31 : 제1 홈부
32 : 제1 볼록부 33 : 제2 홈부
34 : 제2 볼록부

Claims (14)

  1. 전기 분해되는 물이 유입되는 전해실이 형성된 전해조와,
    상기 전해실 내에서 서로 대향하여 배치된 양극 급전체 및 음극 급전체와,
    상기 양극 급전체와 상기 음극 급전체 사이에 배치되고, 또한, 상기 전해실을 상기 양극 급전체측의 양극실과 상기 음극 급전체측의 음극실로 구분하는 격막을 구비한 전해수 생성 장치로서,
    상기 격막이 상기 양극 급전체 및 상기 음극 급전체 사이에 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 전해수 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전해조는, 상기 양극 급전체측의 제1 케이스편과, 상기 음극 급전체측의 제2 케이스편이 고착됨으로써 상기 전해실을 형성하고,
    상기 제1 케이스편의 상기 전해실측을 향하는 내면에는, 상기 양극 급전체와 접촉하는 제1 볼록부가 형성되고,
    상기 제2 케이스편의 상기 전해실측을 향하는 내면에는, 상기 음극 급전체와 접촉하는 제2 볼록부가 형성되어 있는 것인 전해수 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 볼록부와 상기 제2 볼록부는 교대로 형성되어 있는 것인 전해수 생성 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 케이스편의 상기 제1 볼록부는, 상기 양극 급전체를 상기 음극 급전체측으로 돌출시키고,
    상기 제2 케이스편의 상기 제2 볼록부는, 상기 음극 급전체를 상기 양극 급전체측으로 돌출시키는 것인 전해수 생성 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양극 급전체 및 상기 음극 급전체 중 적어도 한쪽의 급전체는 파형으로 형성되어 있는 것인 전해수 생성 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 격막은 상기 한쪽의 급전체를 따라서 파형으로 형성되어 있는 것인 전해수 생성 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 양극 급전체 및 상기 음극 급전체 중 다른 한쪽의 급전체는, 상기 격막을 따라서 파형으로 형성되어 있는 것인 전해수 생성 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 볼록부가 상기 양극 급전체를 상기 음극 급전체측으로 돌출시키고, 상기 제2 볼록부가 상기 음극 급전체를 상기 양극 급전체측으로 돌출시킴으로써, 상기 양극 급전체와 상기 음극 급전체와 상기 격막이 동일한 파형의 형상으로 교정되는 것인 전해수 생성 장치.
  9. 제2항 내지 제8항에 있어서, 상기 제1 케이스편의 상기 내면에는, 상기 전해실에 유입된 물이 유통하는 제1 홈부가 형성되고, 상기 제1 볼록부와 상기 제1 홈부는 교대로 형성되고,
    상기 제2 케이스편의 상기 내면에는, 상기 전해실에 유입된 물이 유통하는 제2 홈부가 형성되고, 상기 제2 볼록부와 상기 제2 홈부는 교대로 형성되어 있는 것인 전해수 생성 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양극 급전체 및 상기 음극 급전체는, 각각 그 두께 방향에서 물이 왕래 가능한 메쉬형 급전체인 것인 전해수 생성 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 양극 급전체 및 상기 음극 급전체의 각각은, 제1 메쉬형 급전체와, 상기 제1 메쉬형 급전체와 중첩되며 상기 제1 메쉬형 급전체보다 굽힘 강성이 작은 제2 메쉬형 급전체를 포함하고,
    상기 제2 메쉬형 급전체는 상기 격막측에 배치되어 있는 것인 전해수 생성 장치.
  12. 제2항에 있어서, 상기 제1 볼록부는, 상기 음극 급전체, 상기 격막 및 상기 양극 급전체를 사이에 두고, 상기 제2 볼록부에 대향하는 위치에 형성되어 있는 것인 전해수 생성 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 격막은 고체 고분자막을 포함하는 것인 전해수 생성 장치.
  14. 제2항에 기재된 전해수 생성 장치를 제조하는 전해수 생성 장치의 제조방법으로서,
    상기 제1 케이스편과 상기 제2 케이스편 사이에 상기 양극 급전체, 상기 격막 및 상기 음극 급전체의 적층체를 배치하는 급전체 배치 공정과,
    상기 제1 케이스편과 상기 제2 케이스편을 고착함으로써, 상기 제1 케이스편의 상기 제1 볼록부와 상기 제2 케이스편의 제2 볼록부 사이에 상기 적층체를 끼워 압박하는 적층체 압박 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해수 생성 장치의 제조방법.
KR1020140108795A 2014-03-17 2014-08-21 전해수 생성 장치 및 그 제조방법 KR102265154B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014053875A JP5639724B1 (ja) 2014-03-17 2014-03-17 電解水生成装置及びその製造方法
JPJP-P-2014-053875 2014-03-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150108297A true KR20150108297A (ko) 2015-09-25
KR102265154B1 KR102265154B1 (ko) 2021-06-16

Family

ID=52145702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140108795A KR102265154B1 (ko) 2014-03-17 2014-08-21 전해수 생성 장치 및 그 제조방법

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5639724B1 (ko)
KR (1) KR102265154B1 (ko)
CN (1) CN104925912B (ko)
HK (1) HK1213540A1 (ko)
TW (1) TWI633063B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019017530A1 (ko) * 2017-07-17 2019-01-24 주식회사 태영이앤티 전해조 및 전해조 제어방법

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5753638B1 (ja) * 2015-03-02 2015-07-22 株式会社日本トリム 電解水生成装置
JP5756579B1 (ja) * 2015-03-06 2015-07-29 株式会社日本トリム 電解水生成装置
JP6139589B2 (ja) * 2015-03-18 2017-05-31 株式会社東芝 電解装置
JP6182182B2 (ja) * 2015-07-07 2017-08-16 株式会社日本トリム 電解槽及び電解水生成装置
JP6154859B2 (ja) * 2015-07-08 2017-06-28 株式会社日本トリム 電解槽及び電解水生成装置
JP6190426B2 (ja) * 2015-07-14 2017-08-30 株式会社日本トリム 電解槽及び電解水生成装置
JP6307051B2 (ja) * 2015-09-08 2018-04-04 株式会社日本トリム 水素水冷蔵庫
JP6209192B2 (ja) * 2015-09-09 2017-10-04 株式会社日本トリム 水素水サーバー
JP6219358B2 (ja) * 2015-11-05 2017-10-25 株式会社日本トリム 水素水サーバー
JP6216361B2 (ja) * 2015-11-05 2017-10-18 株式会社日本トリム 水素水サーバー
JP6209255B1 (ja) * 2016-07-21 2017-10-04 株式会社日本トリム 電解水生成装置
JP6209256B1 (ja) * 2016-07-21 2017-10-04 株式会社日本トリム 電解水生成装置
JP6209254B1 (ja) * 2016-07-21 2017-10-04 株式会社日本トリム 電解水生成装置
JP6169762B1 (ja) * 2016-08-02 2017-07-26 ＭｉＺ株式会社 水素水の生成方法
JP6825871B2 (ja) * 2016-10-12 2021-02-03 株式会社日本トリム 電解水生成装置
JP2017089010A (ja) * 2016-12-20 2017-05-25 株式会社東芝 電解装置
JP6353594B2 (ja) * 2017-08-21 2018-07-04 株式会社日本トリム 水素水サーバー
NL2023775B1 (en) * 2019-09-05 2021-05-12 Univ Delft Tech Compact electrochemical stack using corrugated electrodes
CN113044933A (zh) * 2021-04-07 2021-06-29 湖南满缘红水科技有限公司 低盐eow电解槽、低盐eow电解装置及低盐eow制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH111790A (ja) * 1997-06-06 1999-01-06 First Ocean Kk 水の電気分解用電極
JP2006150151A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Honda Motor Co Ltd 電解水生成装置の電解槽
JP2008279341A (ja) * 2007-05-09 2008-11-20 Nikka Micron Kk オゾン水生成装置
JP2012240037A (ja) 2011-05-24 2012-12-10 Panasonic Corp 電解槽及び電解水生成装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57194272A (en) * 1981-05-26 1982-11-29 Asahi Glass Co Ltd Production of hydrogen
JP3420820B2 (ja) * 1994-02-05 2003-06-30 ペルメレック電極株式会社 電解酸性水製造方法及び製造装置
JPH1133559A (ja) * 1997-07-23 1999-02-09 V M C:Kk オゾン水の製造装置
JP3405707B2 (ja) * 2000-03-07 2003-05-12 神鋼プラント建設株式会社 オゾン水濃度連続測定方法及びその装置並びに電解式オゾン水製造装置における運転制御方法及び装置
JP2004188336A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Hoshizaki Electric Co Ltd 有隔膜電解槽
JP2004290919A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Hoshizaki Electric Co Ltd 電解槽
JP2006152318A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Honda Motor Co Ltd 電解水生成装置の電解槽
JP2006150153A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Honda Motor Co Ltd 電解水生成装置の電解槽
JP4142039B2 (ja) * 2005-10-26 2008-08-27 島崎電機株式会社 電解水生成装置
JP4287423B2 (ja) * 2005-11-17 2009-07-01 日科ミクロン株式会社 オゾン水生成装置
JP4246780B2 (ja) * 2006-05-09 2009-04-02 ココロカ株式会社 電解水生成装置およびそれに用いられる隔膜付き電極セット
JP5574877B2 (ja) * 2010-08-13 2014-08-20 日科ミクロン株式会社 オゾン水生成装置
KR101662874B1 (ko) * 2011-04-27 2016-10-05 가부시키가이샤니혼트림 전해수 생성 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH111790A (ja) * 1997-06-06 1999-01-06 First Ocean Kk 水の電気分解用電極
JP2006150151A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Honda Motor Co Ltd 電解水生成装置の電解槽
JP2008279341A (ja) * 2007-05-09 2008-11-20 Nikka Micron Kk オゾン水生成装置
JP2012240037A (ja) 2011-05-24 2012-12-10 Panasonic Corp 電解槽及び電解水生成装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019017530A1 (ko) * 2017-07-17 2019-01-24 주식회사 태영이앤티 전해조 및 전해조 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN104925912B (zh) 2019-06-18
JP2015174060A (ja) 2015-10-05
CN104925912A (zh) 2015-09-23
KR102265154B1 (ko) 2021-06-16
HK1213540A1 (zh) 2016-07-08
TW201536689A (zh) 2015-10-01
TWI633063B (zh) 2018-08-21
JP5639724B1 (ja) 2014-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150108297A (ko) 전해수 생성 장치 및 그 제조방법
JP5702885B1 (ja) 電解水生成装置
US8691060B2 (en) Water electrolysis apparatus
JP5753638B1 (ja) 電解水生成装置
CN107531517B (zh) 电解槽及电解水生成装置
WO2016143540A1 (ja) 電解水生成装置
JP2004307878A (ja) 水素酸素発生装置
JP6880178B2 (ja) 水蒸気使用または燃料使用のそれぞれにおいて増大した割合を有する水電解反応器（ｓｏｅｃ）または燃料電池（ｓｏｆｃ）
CN115989343A (zh) 用于单极电化学装置的组合式电流载体、循环腔和框架
JP6190426B2 (ja) 電解槽及び電解水生成装置
US11629416B2 (en) Fluid electrolysis apparatus
JP6132234B2 (ja) 電解水生成装置
CN107531519B (zh) 电解槽及电解水生成装置
KR100704437B1 (ko) 비전도성 분리판을 구비한 전기화학 단위 셀 및 이를 이용한 전기화학 셀 조립체
WO2017006912A1 (ja) 電解槽及び電解水生成装置
CN113774417A (zh) 一种双极电容代替离子隔膜分离产氢产氧的电解水装置
JP2018508339A (ja) 電解モジュール
JP2011208163A (ja) 水電解装置
KR102266282B1 (ko) 알칼리 수전해조 스택
JP6190427B2 (ja) 電解槽及び電解水生成装置
JP2015124425A (ja) マニホールドユニット及び電解槽
JP2018188710A (ja) 水電解装置
KR102616454B1 (ko) 수전해 방식의 수소발생장치
KR20190135071A (ko) 브라운 가스 발생 장치
KR20190135073A (ko) 브라운 가스 발생 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant