KR20220000080A - 전기분해장치용 정류기 - Google Patents

전기분해장치용 정류기 Download PDF

Info

Publication number
KR20220000080A
KR20220000080A KR1020200077604A KR20200077604A KR20220000080A KR 20220000080 A KR20220000080 A KR 20220000080A KR 1020200077604 A KR1020200077604 A KR 1020200077604A KR 20200077604 A KR20200077604 A KR 20200077604A KR 20220000080 A KR20220000080 A KR 20220000080A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrolysis device
module
rectifier
brine
electrolysis
Prior art date
Application number
KR1020200077604A
Other languages
English (en)
Inventor
정붕익
김정식
김윤구
오승찬
박찬
정해봉
김정은
Original Assignee
(주) 테크윈
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 (주) 테크윈 filed Critical (주) 테크윈
Priority to KR1020200077604A priority Critical patent/KR20220000080A/ko
Publication of KR20220000080A publication Critical patent/KR20220000080A/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
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/02—Process control or regulation
    • 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
    • C25B15/02—Process control or regulation
    • C25B15/021—Process control or regulation of heating or cooling
    • 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
    • C25B1/24—Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

염수를 공급받아 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하는 전기분해장치의 가동을 위해 직류전류를 공급하기 위한 정류기 모듈 및 전기분해장치로 공급될 염수를 정류기 모듈을 경유하도록 하여 정류기 모듈의 폐열과 열교환 하여 승온시키는 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 정류기가 개시된다

Description

전기분해장치용 정류기{RECTIFIER FOR ELECTROLYSIS DEVICE}
본 발명은 전력변환장치인 정류기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 해수(염수)를 이용하여 전기분해과정을 통해 차아염소산나트륨을 생산하는 전기분해장치에 적용되는 전기분해장치용 정류기에 관한 것이다.
전기분해방식의 선박평형수 관리시스템은 차아염소산나트륨(NaOCl)을 생성하여 선박평형수 내로 일정량 주입시켜 각종 미생물의 번식과 오염을 방지하는 시스템이다. 차아염소산나트륨은 해수를 전해반응유닛(전기분해장치)에 공급하고 직류 전력을 인가하여 전기분해과정을 통해 생성된다.
전기분해 과정에서 생성되는 차아염소산나트륨의 생산량은 전류밀도에 의존하기 때문에 목표생산량을 조절하기 위해서는 전해반응유닛으로 공급되는 전류의 양을 직류전원공급 장치인 정류기로 제어해야 한다. 이러한 과정에서 해수의 온도, 전해반응유닛의 전압, 유체흐름, 압력, 온도를 모니터링하고 제어함으로써 전해반응유닛의 효율 및 안정성을 높일 수 있다.
특히, 전기분해할 해수(염수)의 온도는 전기분해 효율에 큰 영향을 주게 되는데, 이를 위해서 전기분해할 해수(염수)의 온도를 전기분해에 적정한 온도가 되도록 유지시킬 필요가 있다.
따라서, 전기분해 과정에서의 해수의 상태를 모니터링하고, 전기분해에 최적의 상태가 되도록 유지하도록 하여 효율을 높이고, 안정성을 향상시킬 수 있는 시스템의 개발이 요구되고 있다.
또한, 비정상 운전 상태에서 사용자의 임의조작 등에 의한 사고 위험성도 예방할 수 있는 안정성이 확보된 전기분해시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0026637호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 정류기에서 발생하는 폐열을 이용하여 해수 온도를 조절하여 전기분해효율을 높이고 안정성을 개선한 전기분해장치용 정류기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기분해장치용 정류기는, 염수를 공급받아 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하는 전기분해장치의 가동을 위해 직류전류를 공급하기 위한 정류기 모듈; 및 상기 전기분해장치로 공급될 염수를 상기 정류기 모듈을 경유하도록 하여 상기 정류기 모듈의 폐열과 열교환 하여 승온시키는 열교환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 전기분해장치로 공급되는 염수(해수)를 정류기의 폐열을 이용하여 승온하여 공급할 수 있다.
여기서, 상기 정류기 모듈은, 모듈 본체; 상기 모듈 본체에 설치되어 상기 전기분해장치로 직류 전원을 선택적으로 공급 및 차단하는 인터락부를 가지는 직류 출력모듈; 상기 전기분해장치의 가동을 위한 명령신호를 수신하는 통신모듈; 및 상기 통신모듈로부터 전달받은 신호를 근거로 상기 직류 출력모듈을 제어하여 상기 전기분해장치의 가동 및 중단 여부를 결정하며, 상기 전기분해장치를 모니터링하여 이상 여부 발생시 상기 직류 출력모듈을 제어하여 전원공급을 차단하는 제어부;를 포함하는 것이 바람직하다.
이로써, 전기분해장치의 이상 발생시 전원공급을 차단할 수 있게 되어, 전기분해장치의 고장이나 폭발 등을 방지할 수 있다.
또한, 상기 정류기 모듈은, 상기 전기분해장치의 음극 및 양극단의 전압을 감지하는 전극 전압 감지센서의 측정값을 획득하여, 상기 제어부로 전달하는 전극전압 측정모듈;을 더 포함하는 것이 좋다.
이로써, 전기분해장치의 전극단에서의 전압을 측정하여, 기준전압 이상일 경우 인터락 기능을 통해서 전원공급을 차단할 수 있다.
또한, 상기 정류기 모듈은, 상기 전기분해장치 내부 및 외부의 온도와 상기 전기분해장치로 유입되는 염수 및 배출되는 전기분해수의 온도를 감지하는 온도센서들의 감지정보를 획득하여 상기 제어부로 전달하는 온도센서 측정모듈을 더 포함하는 것이 좋다.
이로써, 전기분해장치의 내부 및 외부의 온도를 측정하고, 측정온도가 기준온도 이상인 경우 인터락 기능을 통해서 전원공급을 차단할 수 있다.
또한, 상기 정류기 모듈은, 상기 전기분해장치로의 염수 입력측과 전기분해수 배출측의 압력을 감지하는 압력 감지센서의 감지정보를 획득하여, 상기 제어부로 전달하는 압력센서 측정모듈을 더 포함하는 것이 좋다.
이로써, 전기분해장치 내의 전해조(셀)의 압력이 기준압력 이상일 경우, 인터락 기능을 통해서 전원공급을 차단할 수 있다.
또한, 상기 정류기 모듈은, 상기 전기분해장치로의 염수 입력측과 전기분해수 배출측의 유동 상태를 감지하는 유동센서의 감지정보를 획득하여, 상기 제어부로 전달하는 유동센서 측정모듈을 포함하는 것이 좋다.
이로써, 전기분해장치를 통과하는 염수(전기분해수)의 유동 상태를 감지하고, 유동 여부에 따라서 인터락 기능을 적용하여, 유동이 없는 경우에 전기분해장치가 가동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 열교환부는, 상기 정류기 모듈을 통과하여 상기 전기분해장치에 연결되어 염수를 공급하는 염수 공급관; 및 상기 정류기 모듈 내부에 위치하여, 상기 염수 공급관의 외부를 감싸도록 설치되어, 상기 정류기 모듈 내부의 폐열과 상기 염수 공급관을 통과하는 염수와 열교환시키는 열교환부재;를 포함하는 것이 좋다.
이로써, 정류기 모듈의 폐열을 이용하여 전기분해장치로 공급할 염수를 승온하고, 정류기 모듈을 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 열교환부는, 상기 정류기 모듈을 통과하여 상기 전기분해장치에 연결되어 염수를 공급하며, 상기 정류기 모듈 측의 입구와 출구 사이에서 복수의 경로로 분기되는 수냉식 배관; 및 상기 수냉식 배관의 외부에 설치되어, 상기 정류기 모듈 내부의 폐열과 상기 염수 공급관을 통과하는 염수와 열교환시키는 열교환부재;를 포함하는 것이 좋다.
이로써, 정류기 모듈 내부에서의 염수의 체류 시간을 지연시켜서 열교환 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 전기분해장치용 정류기에 따르면, 정류기 모듈에서 발생하는 열을 이용하여 전기분해장치로 공급되는 염수 온도를 상승시킬 수 있어 전기분해 효율을 높일 수 있다.
또한, 전기분해장치의 환경을 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라서 전기분해장치로의 전원공급을 차단할 수 있게 되어 설비의 안정성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기분해장치용 정류기가 적용된 전기분해시스템을 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 열교환부를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3은 도 1의 열교환부의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기분해장치용 정류기를 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기분해장치용 정류기는 전기분해장치(200)로 직류전류를 공급하기 위한 정류기 모듈(100)과, 상기 전기분해장치(200)로 공급될 염수 또는 해수(이하 염수라 함)를 상기 정류기 모듈(100)을 경유하면서 열교환 하도록 하는 열교환부(300)를 구비한다.
상기 정류기 모듈(100)은 모듈 본체(110)와, 직류 출력모듈(120), 전극전압 측정모듈(130), 온도센서 측정모듈(140), 압력센서 측정모듈(150), 유동센서 측정모듈(160), 통신모듈(170) 및 제어부(180)를 구비한다.
상기 모듈 본체(110)는 전기분해장치(200)에 이웃하여 설치되며, 내부에 상술한 각종 모듈(120~170)과, 상기 전해수 열교환부(300)가 설치된다.
상기 직류 출력모듈(120)은 제어부(180)의 제어신호에 따라서 전기분해장치(200)로 설정된 전류 및 전압으로 전원을 공급한다. 이러한 직류 전력모듈(120)은 제어부(180)로부터 정지 신호 전달시 전원 공급을 강제로 중지하도록 단락시키거나, 연결시킬 수 있는 인터락부(121)를 가진다.
상기 전극전압 측정모듈(130)은 전기분해장치(200)에 구비된 전기분해모듈(220.220',220")의 음극과 양극 각각의 전압을 측정하기 위해 설치되는 전극 전압센서(131)(133)의 측정값을 검출하고, 검출된 정보를 제어부(180)로 전달한다. 여기서 전극 전압센서(131)(133)는 전기분해장치(200)의 염수 유입측과 배출측 각각에 설치될 수도 있고, 유입측과 중간 부분에 설치될 수도 있으며, 후술할 복수의 전기분해모듈(220.220',220") 각각의 입측과 출측 각각에 설치될 수도 있다. 이처럼 전극 전압센서(131,133)의 설치 위치는 다양하게 배치될 수 있다.
상기 온도센서 측정모듈(140)은 전기분해장치(200)와 정류기 모듈(100) 등에 설치되는 온도센서들(141~145)의 측정값을 획득하고, 획득된 정보를 제어부(180)로 전달한다. 여기서, 온도센서(141~145)는 열교환부(300)의 상류에 설치되는 열교환부 상류 측 온도센서(141)와, 배출측에 설치되는 열교환부 하류측 온도센서(142)와, 전기분해장치(200)에서 전기분해되어 배출되는 전기분해수의 온도를 측정하는 전기분해수 온도센서(143), 전기분해장치(200)의 외부온도를 측정하는 외부 온도센서(144), 정류기 모듈(100)의 내부 온도를 측정하는 정류기 온도센서(145)를 구비할 수 있다. 또한 전기분해장치(200)의 전기분해수 출력단의 온도를 측정하는 전기분해수 온도센서(146)가 후술할 전기분해수 배출라인(243)에 더 설치될 수 있다.
상기 압력센서 측정모듈(150)은 전기분해장치(200)로 유입되는 전해수 유입측의 압력을 측정하는 유입측 압력센서(151)와, 전기분해장치(200)에서 배출되는 전기분해수의 배출압력을 측정하는 배출측 압력센서(153) 각각에서의 압력 측정값을 획득하고, 획득된 정보는 제어부(180)로 전달한다.
상기 유동센서 측정모듈(160)은 열교환부(300)를 입구측과 배출측, 전기분해장치(200)의 입구측 및 출구측 각각에서의 전해수 및 전기분해수의 유동 상태를 감지하기 위한 유동센서들(161~164)로부터 유체의 유동감지 정보를 획득하고, 획득한 정보를 제어부(180)로 전달한다. 즉, 상기 유동센서들(161~164)은 열교환부(300)의 입구측에 설치된 제1유동센서(161), 열교환부(300)의 배출측에 설치되는 제2유동센서(162), 전기분해장치(200)의 유입측에 설치되는 제3유동센서(163) 및 전기분해장치(200)의 배출측에 설치되는 제4유동센서(164)를 구비한다.
상기 통신모듈(170)은 원격의 주제어장치(PLC)로부터 정류기 구동 신호 등을 전달받아 제어부(180)로 전달하며, 정류기 모듈(100)의 구동 상태를 네트워크 통신망을 통해서 원격의 주제어장치, 서버 또는 관리자 단말기로 전달할 수도 있다.
상기 제어부(180)는 상기 통신부(170)를 통해 전달받은 구동 신호에 따라서 전기분해장치(200)로 전원을 공급하도록 직류 출력모듈(120)을 제어된다. 또한, 제어부(180)는 상기 각종 모듈(120~160)로부터 이상 신호(소위 인터락 신호)가 전달될 경우, 직류 출력모듈(120)로 인터락 신호를 전달하여 인터락부(121)가 동작하여 전원공급이 차단되도록 제어한다.
상기 전기분해장치(200)는 전기분해장치 본체(210)와, 전기분해장치 본체(210)에 배치되는 복수의 전기분해모듈(220.220',220")과, 전기분해 모듈(220,220',220")을 연결하는 연결부(230)를 구비한다. 전기분해모듈(220.220',220")은 복수가 연결부(230)를 통해 직렬 연결되는 것으로서, 상류 측의 전기분해모듈(200)에 염수 공급라인(241)이 연결되고, 하류측의 전기분해모듈(220")에 전기분해수 배출라인(243)이 연결된다. 상기 각 전기분해모듈(220.220',220")은 음극과 양극으로 이루어진 파이프형 전해셀(모듈)을 포함할 수 있으며, 내부로 전해수가 통과하면서 전기분해되는 구성을 가진다. 이러한 파이프형 전기분해셀은 공지의 본 출원인에 의해 출원된바 있는 파이프형 전해셀(대한민국 등록특허 제10-1712586호)를 통해 이해될 수 있는 것이므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 각 전기분해모듈(220.220',220")에는 전극셀의 음극과 양극 각각의 전압을 측정하기 위한 전압센서들(131,133)이 설치된다.
상기 열교환부(300)는 모듈 본체(110)를 관통하도록 설치되는 염수 공급관(310)과, 염수 공급관(310)의 외부에 설치되는 열교환부재(320)를 구비할 수 있다. 염수 공급관(310)은 전기분해할 염수 또는 해수를 공급하기 위한 관으로서, 금속 재질로 형성되며, 바람직하게는 내부식성이 우수한 티타늄 배관인 것이 좋다. 이러한 염수 공급관(310)은 모듈 본체(110)의 내부를 관통하도록 설치되어 상기 전기분해장치(200)로 연결된다. 상기 열교환부재(320)는 염수 공급관(310)의 외측을 감싸도록 설치되어, 모듈 본체(110)의 내부에 설치되는 전력변환소자(190)에서 발생하는 폐열을 염수 공급관(310)의 염수(해수)에 전달하여 열교환 하도록 한다. 이로써, 전력변환소자(190)에서 발생하는 폐열을 이용하여 전기분해장치(200)로 공급되는 염수를 전기분해에 적합한 온도로 상승시킬 수 있고, 정류기 모듈(100)의 온도 상승을 억제하여 정류기 모듈(100)의 온도 상승을 방지할 수 있게 되어 안전한 운용이 가능하고, 별도의 냉각설비를 설치할 필요가 없게 되어 비용을 줄일 수 있다. 여기서 상기 열교환부재(320)는 염수 공급관(310)을 통과하는 염수와 간접적으로 열교환 하도록 염수 공급관(310)의 외측에 설치되는 알루미늄 방열판인 것이 바람직하다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 열교환부(300')는 정류기 모듈(100)의 내부에 설치되는 것으로서, 염수 공급관(310')과 연결되는 멀티루프 형태의 수냉식 배관(311,312,313,314,315)과, 수냉식 배관(311,312,313,314,315)의 외측에 설치되는 열교환부재(320')를 구비한다. 수냉식 배관(311,312,313,314,315)은 염수 공급관(310')에 연결되는 입구(310a')와 출구(310b') 사이에서 복수의 경로로 분기되도록 연결된 구성을 가진다. 따라서, 정류기 모듈(100) 내부에서의 염수의 체류 시간을 지연시키고, 열교환 면적을 넓힘으로써, 정류기 모듈(100)의 폐열을 효과적으로 냉각시키고, 염수는 전기분해에 적합한 온도가 되도록 승온시킬 수 있게 된다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 전기분해장치의 정류기의 작용효과에 대해서 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 전기분해장치(200)의 가동을 위해서는 원격의 주제어장치(PLC)의 지령에 의해 이루어지며, 정류기 모듈(100)은 주제어장치로부터 DC 출력 전류, 전압 설정값을 통신모듈(170)을 통해 전달받은 제어부(180)에 의해 제어된다.
이때, 제어부(180)는 DC 출력모듈(120)을 제어하여 전기분해장치(200)로 전원을 공급하기 전에, 상기 유동센서 측정모듈(160)을 통해서 각각의 유동센서들(161~164)의 감지정보를 획득하고, 획득된 정보를 분석하여 염수의 공급 상태 유무를 판단하여 전원의 공급 여부를 판단한다. 즉, 제어부(180)는 염수 이동경로 상에서 염수가 유동하고 있는 것으로 확인되면, 염수 공급 상태로 판단하여 전기분해장치(200)로 전원을 공급하도록 DC 출력 모듈(120)을 제어한다.
반면에, 전기분해장치(200)의 가동 전 또는 가동 중에 유동센서 측정모듈(160)에서 염수의 유동 상태가 감지되지 않을 경우, 제어부(180)는 소위 인터락 기능이 작동되도록 DC 출력모듈(120)을 제어하여 전기분해장치(200)로의 전원공급을 강제로 차단한다. 이로써, 염수 공급에 의한 유동이 없는 상태에서 전기분해장치(200)가 계속 작동함으로써 발생할 수 있는, 전극의 손상, 폭발의 위험, 배관 파손 등을 방지할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 전기분해장치(200)의 가동시 상기 전극전압 측정모듈(130), 온도센서 측정모듈(140), 압력센서 측정모듈(150) 각각으로부터 측정데이터를 전달받고 이를 설정된 기준값과 비교한다. 그리고 비교 결과, 측정데이터가 기준값을 벗어나면, 앞서 설명한 바와 같이, 제어부(180)는 인터락 기능이 이루어지도록 직류 출력모듈(120)을 제어한다. 즉, 전극전압 측정모듈(130)에서 각 전기분해모듈(220,220',220")의 전극단의 전압을 실시간으로 측정 및 분석하여 제어부(180)로 전달하고, 제어부(180)는 전달된 각 셀의 전극 전압이, 설정된 전압 범위 이상인 것이 확인되면, 직류 출력모듈(120)을 제어하여 인터락 기능을 적용하도록 하여, 전극의 손상을 방지하고 보호할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 온도센서 측정모듈(140)을 통해서 전기분해장치(200)의 내부 및 외부의 온도 측정값을 전달받고, 전달받은 측정온도가 설정된 온도 이상으로 상승시 화재, 폭발 등의 위험을 방지하기 위해서 인터락 기능을 적용하여 전원공급을 차단하게 된다.
또한, 제어부(180)는 압력센서 측정모듈(150)을 통해서 전기분해장치(200)로 유입되는 염수의 유입압력을 유입측 압력센서(151)의 측정값과, 전기분해장치(200)에서 배출되는 전기분해수의 배출압력을 측정하는 배출측 압력센서(153)의 측정값을 획득한다. 그리고 제어부(190)는 획득한 압력값을 설정된 압력값과 비교하고, 기준값보다 압력이 높은 것으로 확인되면, 직류 출력모듈(120)을 제어하여 인터락 기능을 실행하도록 한다. 따라서, 전기분해시 발생하는 가스의 압력으로 인해 배관 등의 폭발을 방지할 수 있다.
그리고, 상기와 같은 인터락 상태에 대한 정보는 통신모듈(170)을 통해서 원격의 주제어장치, 서버 또는 관리자 단말기로 전송될 수 있다.
또한, 상기와 같이 정류기 모듈(100)에서 전기분해장치(200)로 전원을 공급하여 전기분해공정을 진행하는 동안 정류기 모듈(100)에서는 열이 발생하게 된다. 이처럼 정류기 모듈(100)에서 발생하는 폐열은 상기 열교환부(300)에서 염수와 열교환 하여 전기분해장치(200)로 공급될 염수를 전기분해에 적합한 온도로 상승시킬 수 있다. 그리고 정류기 모듈(100)은 열교환부(300)를 통해 염수와 열교환되어 자동으로 냉각되어 온도 상승을 방지하여 화재, 고장 등을 방지할 수 있고, 별도의 냉각장치를 설치할 필요가 없게 되어 비용을 절감할 수 있다.
즉, 열교환부(300)를 통해서 전기분해장치(200)로 유입되는 염수 온도를 대략 15℃~45℃ 사이의 온도로 유지되도록 하여, 전기분해장치(200)로 공급할 수 있다. 이로써, 전기분해시의 염수 온도를 최적의 온도 범위로 유지하여 전기분해함으로써, 고농도의 차아염소산나트륨을 생산할 수 있어, 정수처리장치 등에 있어 효율성을 증대시킬 수 있다. 즉, 해수의 온도는 생산되는 차아염소산나트륨의 품질에 좋지 않은 영향을 주는 인자로서, 생산된 차염의 온도가 45℃ 이상이면, 농도 저하, 소독부산물 생성량 증가, 장비 수명 단축 등의 문제가 발생된다. 또한, 공급되는 염수 온도가 15℃ 이하일 경우, 전기분해장치(200)의 전극의 손상이 급격히 진행되어 차아염소산나트륨의 품질 저하와 장비 수명의 단축을 일으키게 된다. 따라서, 본 발명에서와 같이, 열교환부(300.300')를 통해서 정류기 모듈(100)의 폐열을 이용하여 염수 온도를 상승시켜서 공급함으로써, 상기와 같은 문제를 해결할 수 있다. 특히, 열교환부(300)는 멀티루프 형태의 수냉식 배관(311,312,313,314,315)을 통과하는 염수를 열교환부재(320)를 통해 열교환 하도록 하여, 염수가 머물면서 열교환 하는 시간을 지연시킴으로써, 염수의 온도를 필요한 온도로 상승시키고, 정류기 모듈(100)은 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
또한, 상기와 같은 과정을 거쳐서 전기분해장치(200)에서 전기분해되어 생성된 전기분해수 즉, 차아염소산나트륨은 차염 저장조(400)로 공급되어 저장된다. 그리고, 차염 저장조(400)의 차아염소산나트륨은 정수장, 하수처리장의 살균장치, 일반화학 공장의 냉각용수 보일러, 담수화 공정 처리수, 발전소의 냉각수 처리, 음용수 처리, 식물과 채소, 육류 가공, 수영장 외 세탁 및 제지, 가정용 표백제로 사용되는 강한 염소를 갖는 무색투명 액체형태의 소독제로 사용될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100..정류기모듈 110..모듈 본체
120..직류 출력모듈 130..전극 전압 측정모듈
140..온도센서 측정모듈 150..압력센서 측정모듈
160..유동센서 측정모듈 170..통신모듈
180..제어부 200..전기분해장치
210..전기분해장치 본체 220.220',220"..전기분해모듈
230..연결부 300..열교환부
310,310'..염수 공급관 320,320'..열교환부재

Claims (8)

  1. 염수를 공급받아 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하는 전기분해장치의 가동을 위해 직류전류를 공급하기 위한 정류기 모듈; 및
    상기 전기분해장치로 공급될 염수를 상기 정류기 모듈을 경유하도록 하여 상기 정류기 모듈의 폐열과 열교환 하여 승온시키는 열교환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 정류기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정류기 모듈은,
    모듈 본체;
    상기 모듈 본체에 설치되어 상기 전기분해장치로 직류 전원을 선택적으로 공급 및 차단하는 인터락부를 가지는 직류 출력모듈;
    상기 전기분해장치의 가동을 위한 명령신호를 수신하는 통신모듈; 및
    상기 통신모듈로부터 전달받은 신호를 근거로 상기 직류 출력모듈을 제어하여 상기 전기분해장치의 가동 및 중단 여부를 결정하며, 상기 전기분해장치를 모니터링하여 이상 여부 발생시 상기 직류 출력모듈을 제어하여 전원공급을 차단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 정류기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 정류기 모듈은,
    상기 전기분해장치의 음극 및 양극단의 전압을 감지하는 전극 전압 감지센서의 측정값을 획득하여, 상기 제어부로 전달하는 전극전압 측정모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 정류기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 정류기 모듈은,
    상기 전기분해장치 내부 및 외부의 온도와 상기 전기분해장치로 유입되는 염수 및 배출되는 전기분해수의 온도를 감지하는 온도센서들의 감지정보를 획득하여 상기 제어부로 전달하는 온도센서 측정모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 정류기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 정류기 모듈은,
    상기 전기분해장치로의 염수 입력측과 전기분해수 배출측의 압력을 감지하는 압력 감지센서의 감지정보를 획득하여, 상기 제어부로 전달하는 압력센서 측정모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 정류기.
  6. 제2항에 있어서, 상기 정류기 모듈은,
    상기 전기분해장치로의 염수 입력측과 전기분해수 배출측의 유동 상태를 감지하는 유동센서의 감지정보를 획득하여, 상기 제어부로 전달하는 유동센서 측정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 정류기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환부는,
    상기 정류기 모듈 통과하여 상기 전기분해장치에 연결되어 염수를 공급하는 염수 공급관; 및
    상기 정류기 모듈 내부에 위치하여, 상기 염수 공급관의 외부를 감싸도록 설치되어, 상기 정류기 모듈 내부의 폐열과 상기 염수 공급관을 통과하는 염수와 열교환시키는 열교환부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 정류기.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환부는,
    상기 정류기 모듈을 통과하여 상기 전기분해장치에 연결되어 염수를 공급하며, 상기 정류기 모듈 측의 입구와 출구 사이에서 복수의 경로로 분기되는 수냉식 배관; 및
    상기 수냉식 배관의 외부에 설치되어, 상기 정류기 모듈 내부의 폐열과 상기 염수 공급관을 통과하는 염수와 열교환시키는 열교환부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 정류기.
KR1020200077604A 2020-06-25 2020-06-25 전기분해장치용 정류기 KR20220000080A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200077604A KR20220000080A (ko) 2020-06-25 2020-06-25 전기분해장치용 정류기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200077604A KR20220000080A (ko) 2020-06-25 2020-06-25 전기분해장치용 정류기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220000080A true KR20220000080A (ko) 2022-01-03

Family

ID=79348485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200077604A KR20220000080A (ko) 2020-06-25 2020-06-25 전기분해장치용 정류기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220000080A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230139090A (ko) 2022-03-25 2023-10-05 삼형전자(주) Ｅｍｉ 모듈 어셈블리

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130026637A (ko) 2011-09-06 2013-03-14 (주) 테크로스 선박평형수 처리용 대용량 정류기장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130026637A (ko) 2011-09-06 2013-03-14 (주) 테크로스 선박평형수 처리용 대용량 정류기장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230139090A (ko) 2022-03-25 2023-10-05 삼형전자(주) Ｅｍｉ 모듈 어셈블리

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100964878B1 (ko) 수냉식 열교환기를 구비한 고효율의 비격막식 차아염소산나트륨발생장치
AU2017225104B2 (en) Device for manufacturing sodium hypochlorite or hypochlorous acid and water treatment system in general
KR101064911B1 (ko) 밸러스트수 처리시스템
KR101980383B1 (ko) 전기분해식 온-사이트 발전기
JP4478159B2 (ja) 電解式バラスト水処理装置および処理方法
CA2639613C (en) Electrolyzed water producing method and apparatus
KR101244313B1 (ko) 열교환기를 구비한 고효율의 비격막식 차아염소산나트륨발생장치
US20090229992A1 (en) Reverse Polarity Cleaning and Electronic Flow Control Systems for Low Intervention Electrolytic Chemical Generators
JPH10500614A (ja) 電気分解による水処理
KR101530374B1 (ko) 차아염소산나트륨 저장장치
JP7267196B2 (ja) バラスト水マネージメントシステム
KR20080050380A (ko) 전기분해식차아염소산나트륨발생시스템
KR100840762B1 (ko) 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치
KR20220000080A (ko) 전기분해장치용 정류기
US10570044B2 (en) Method and system for treating water
JP2007301540A (ja) 微酸性電解水生成装置
CN112939153B (zh) 船舶压载水处理方法和系统
US20180194648A1 (en) Electrolytic apparatus
JP3925269B2 (ja) 冷却水系の水処理方法
CN102198981B (zh) 一种用于海水或淡水系统的协同防污方法及装置
AU2009352613B2 (en) Device for disinfecting water by means of anodic oxidation
KR101946865B1 (ko) 해수전해설비 염소농도 제어 시스템
NL2032699B1 (en) A method and device for disinfecting water and water supply system comprising said device
CA2847700A1 (en) Chlorine detection and ph sensing methods and apparatus
JP3225980U (ja) 殺菌水の製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination