KR100374203B1 - Electrodialyzer apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스페이서(12)에 형성되는 슬롯(16)을 스파이럴 타입으로 형성하여 해수가 원활하게 흐를 수 있도록 함으로써, 에너지 소비감소와 함께 투석장치(2)의 작업능률이 향상될 수 있게 하는데에 그 목적이 있다.The present invention forms a slot 16 formed in the spacer 12 in a spiral type so that seawater can flow smoothly, thereby reducing the energy consumption and improving the working efficiency of the dialysis apparatus 2. There is a purpose.
이를 실현하기 위한 본 발명은 유출공(36, 38)을 양측에 형성하면서 구성되는 상부압착판(4)과, 상기 상부압착판(4)과는 대향되게 위치하면서 유입공(63, 65)을 가운데에 형성한 하부압착판(6)과, 상기 상, 하부압착판(4, 6) 각각에 설치되는 전극판(8, 10)과, 상기 상, 하부압착판(4, 6) 사이에 다수개가 설치되면서 상기 유입공(63, 65)과 유출공(36, 38)에 선택적으로 연계되는 안내공a, b, c, d(20, 22, 24, 26)를 각각 형성한 스페이서(12)와, 상기 스페이서(12) 사이에 설치되면서 상기 안내공a, b, c, d(20, 22, 24, 26)와 연계되는 안내공e, f, g, h(28, 30, 32, 34)를 각각 형성한 이온교환막(14)과, 상기 상, 하부압착판(4, 6) 외측 각각에 양단부가 결합되어 설치되는 고정부(5)로 구성되는 전기 투석장치에 관한 것이다.The present invention for realizing this is the upper pressing plate 4 and the inlet hole (63, 65) is formed to face the upper pressing plate 4 and configured to form the discharge hole (36, 38) on both sides Between the lower press plate 6 formed in the center, the electrode plates 8 and 10 provided in each of the upper and lower press plates 4 and 6, and the upper and lower press plates 4 and 6, respectively. Spacer 12 formed with guide holes a, b, c, d (20, 22, 24, 26) selectively connected to the inlet (63, 65) and the outlet (36, 38) while the dog is installed And guide holes e, f, g, and h (28, 30, 32, 34) installed between the spacers 12 and associated with the guide holes a, b, c, and d (20, 22, 24, 26). ), And an electrodialysis apparatus, comprising an ion exchange membrane 14 each having a) and a fixed portion 5 formed at both ends of the upper and lower compression plates 4 and 6, respectively.
Description
본 발명은 전기 투석장치에 관한 것으로서, 특히 스페이서에 형성되는 슬롯을 스파이럴 타입으로 형성하여 해수가 원활하게 흐를 수 있도록 함으로써 에너지 소비 감소와 함께 투석장치의 작업능률이 향상될 수 있게 하고, 또한 제조를 간단히 할 수 있게 하여 생산성이 향상되게 한 전기 투석장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrodialysis apparatus, in particular, by forming a slot formed in the spacer in a spiral type so that the sea water can flow smoothly, it is possible to improve the working efficiency of the dialysis apparatus with reduced energy consumption, and also to manufacture The present invention relates to an electrodialysis apparatus that can be simplified to improve productivity.
일반적으로 해수에는 다량의 NaCl과 이온화되어 있는 다양한 무기물이 함께 포함되어 있는데, 이러한 해수를 담수화 하기 위해서 역삼투법이나 전기 투석법을 주로 사용하여 왔다.In general, seawater contains a large amount of NaCl and various ionized inorganic materials together. In order to desalize such seawater, reverse osmosis or electrodialysis has been mainly used.
해수 담수화 장치에 사용되는 역삼투법은 해수에 내포된 모든 물질을 제거하는 반면, 전기투석법은 전기적인 전하를 가진 물질만 제거하게 된다.Reverse osmosis used in seawater desalination systems removes all substances contained in seawater, while electrodialysis removes only those materials with electrical charges.
상기 전기 투석법의 원리를 살펴보면, 양극판과 음극판 사이에 음이온 선택성막과 양이온 선택성막을 상호 배열하여 전기투석셀을 구성시키고, 상기 전기투석셀 양 끝에 전극을 연결하여 직류전원을 가하면 용해액은 양단에 가해지는 전위차에 의해 이온화된다.Looking at the principle of the electrodialysis method, an anion selective membrane and a cation selective membrane are arranged mutually between the positive electrode plate and the negative electrode plate to form an electrodialysis cell. It is ionized by the potential difference applied to it.
전위차에 의해 용질의 양이온은 양이온 선택막으로 이동하고 음이온은 음이온 선택막으로 이동하게 되는데, 이로 인해 막의 한쪽은 염성분이 희박하게 되고 다른 한쪽 막은 염성분이 농축된다.Due to the potential difference, the solute cation moves to the cation selective membrane, and the anion moves to the anion selective membrane. As a result, one side of the membrane becomes thin in salt and the other side concentrates in salt.
이와 같은 특성을 가진 막을 여러 겹 평행으로 나열하게 되면 농도가 높은 격실과 농도가 옅은 격실이 교대로 형성됨에 따라, 상기 농도가 옅은 격실에서는 담수를 얻을 수 있게 된다.When the membranes having such characteristics are arranged in parallel, the high concentration compartments and the light concentration compartments are alternately formed, thereby obtaining fresh water in the light concentration compartments.
상기 농도가 높은 다른 셀을 농축셀이라 부르는데 이러한 농축셀에는 양이온과 음이온이 증가하게 되고, 농축된 염수와 함께 배출로로 이동하게 된다.The other high concentration of the cell is called a concentration cell, which is increased in the cation and anion in the concentration cell, and is moved to the discharge furnace with the concentrated brine.
상기 셀 사이로 유입되는 해수의 염분농도가 낮을수록 이온화되는 해수가 작아지게 되어 결국 소비되는 전력을 감소시킴으로써, 이론적인 에너지량을 감소시키게 된다. 반면에 높은 농도의 염수에서는 농축수로부터 염분의 역확산이 증가하는 단점이 있기 때문에 담수 순도에 제한이 있게 된다.The lower the salt concentration of seawater flowing between the cells, the smaller the ionized seawater is, thereby reducing the power consumed, thereby reducing the theoretical amount of energy. On the other hand, in the high concentration of brine, there is a disadvantage in that the back diffusion of the salt from the concentrated water has a limitation in freshwater purity.
상기와 같이 설치되는 선택성막은 양이온을 선택적으로 투과하는 양이온 교환막과 음이온을 선택적으로 투과하는 음이온 교환막이 있다.The selective membrane provided as above includes a cation exchange membrane selectively permeating cations and an anion exchange membrane selectively permeating anions.
상기 이온교환막의 성능은 전기투석조의 성능에 따라 큰 영향을 받게 된다. 따라서 이온교환막의 간격은 부유물질의 오염 및 정비 등을 고려하여 0.5mm-2mm 정도로 하고 내부의 유속분포를 균일하게 유지하기 위해서 스페이서에 네트를 삽입하여 구성시킨다. 상기와 같이 구성되는 전기투석조에서 얻어지는 염분제거율은 일반적으로 30-50%정도이다.The performance of the ion exchange membrane is greatly affected by the performance of the electrodialysis tank. Therefore, the interval of the ion exchange membrane is about 0.5mm-2mm in consideration of contamination and maintenance of suspended substances, and is formed by inserting a net into the spacer in order to maintain a uniform flow velocity distribution therein. The salinity removal rate obtained in the electrodialysis tank configured as described above is generally about 30-50%.
공정설계에서 필요한 염분 제거율은 원수 수질 및 처리수의 용도에 따라 개별적으로 결정되지만, 염분 제거율을 결정하는 운전방식은 회분식, 내부순환 다단연속식 및 한방향 통과 다단연속식 등이 있다.The salinity removal rate required for the process design is determined separately according to the raw water quality and the use of the treated water, but the operation methods for determining the salinity removal rate are batch, internal circulation, multistage, and one-way multistage.
일반적으로 원수의 염분농도가 수만 ppm 이상에서 높은 염분제거율이 필요할 때는 회분식, 농도에 관계없이 낮은 염분제거율을 요구할 때는 한방향 통과 다단연속식 사용이 가능하다.Generally, when the salinity of raw water is higher than tens of thousands of ppm, it is possible to use batch type when high salinity removal rate is required and when one requires low salinity removal rate regardless of concentration, it is possible to use one-way multistage continuous type.
한편 종래 기술을 선출원된 특허 등록번호 제100582호에서 살펴보면 다음과 같다.Meanwhile, looking at the prior art patent application No. 100582 is as follows.
먼저 소정 길이만큼 형성된 중심봉이 구성되고, 상기 중심봉 외주에는 가이드 역할을 하면서 나선 타입으로 된 스페이서가 전반에 걸쳐 감겨져 설치되며, 상기 스페이서 외주에는 파이프 형태로 된 내부금속 튜브가 상기 중심봉을 내포하면서 결합된다.First, a center rod formed by a predetermined length is configured, and a spiral-shaped spacer is wound around the center rod and provided as a guide, and an inner metal tube in a pipe form is coupled to the spacer outer circumference while enclosing the center rod. .
그리고 상기 내부금속튜브 외주에는 가이드 역할을 하면서 나선 타입으로 된 스페이서가 전반에 걸쳐 감겨져 설치되고, 상기 스페이서 외주에는 파이프 형태로 이루어진 외부금속튜브가 결합된다.And the outer circumference of the inner metal tube while serving as a guide while the spiral spacer is wound around the installation is installed, the outer circumference of the spacer is coupled to the outer metal tube of the pipe shape.
상기 외부금속튜브 일단부에는 액체가 외부로 유출되는 것을 방지하도록 된 단부캡이 결합되고, 상기 외부금속튜브 타단부에는 액체가 유입 및 유출될 수 있도록 안내하는 입구부와 출구를 형성한 지지부재가 설치된다.An end cap is coupled to one end of the outer metal tube to prevent the liquid from leaking to the outside, and a support member having an inlet and an outlet for guiding the liquid into and out of the other end of the outer metal tube. Is installed.
또한 상기 지지부재에는 상기 내, 외부금속튜브에 전류를 공급하는 직류전압원이 연결된다.In addition, the support member is connected to a DC voltage source for supplying current to the inner and outer metal tubes.
상기와 같이 구성되는 종래 기술의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the prior art configured as described above are as follows.
상기 입구부를 통하여 오염된 액체가 내부금속튜브내로 유입되면, 상기 중심봉 외주에 설치된 스페이서를 따라 액체가 이동하다가 상기 단부캡측에 도달하게 된다. 계속하여 상기 액체는 단부캡에서 흐름 방향이 반전되면서 내, 외부금속튜브 사이에 설치된 스페이서를 따라 이동하다가 지지부재에 형성된 출구를 통하여 외부로 배출된다.When the contaminated liquid flows into the inner metal tube through the inlet, the liquid moves along the spacer installed on the outer circumference of the center rod and reaches the end cap side. Subsequently, the liquid is moved along the spacer installed between the inner and outer metal tubes while the flow direction is reversed at the end cap, and then discharged to the outside through an outlet formed in the support member.
이때 상기 액체가 내, 외부금속튜브에 설치된 각각의 스페이서를 통과하게 될 때, 상기 직류전압원으로부터 공급되는 전류에 의해 전해처리 되면서 해수가 침전 또는 프록(flock)을 발생시키며 출구부로 이동하게 된다.At this time, when the liquid passes through each of the spacers installed in the inner and outer metal tubes, the sea water is electrolytically treated by the current supplied from the DC voltage source, and the seawater moves to the outlet part, causing precipitation or flock.
상기한 종래 기술은 내, 외부금속튜브 사이에 스페이서를 설치하여 제작하는 기술로, 구조가 복잡하여 생산성이 떨어지는 구조적인 문제점을 갖고 있다.The above-described conventional technology is a technique for manufacturing a spacer between inner and outer metal tubes, and has a structural problem of low productivity due to a complicated structure.
다른 문제점으로는 오염된 액체가 내부금속튜브에서 외부금속튜브로 이동하게 될 때, 단부캡을 전환점으로 하여 이동경로가 변환되는 관계로 해수흐름에 저항이 발생하여 작업능률이 저하되는 결점을 지니고 있고, 또한 에너지 소비가 증가되는 구조적인 결점을 지니고 있다.Another problem is that when the contaminated liquid is moved from the inner metal tube to the outer metal tube, the end cap is used as a turning point, and thus the movement path is changed. It also has structural drawbacks that increase energy consumption.
본 발명은 스페이서에 형성되는 슬롯을 스파이럴 타입으로 형성하여 해수가 원활하게 흐를 수 있도록 함으로써 에너지 소비감소와 함께 투석장치의 작업능률이 향상될 수 있게 하는데에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to form a slot formed in the spacer in a spiral type so that seawater can flow smoothly, thereby improving energy efficiency and improving the work efficiency of the dialysis apparatus.
다른 목적으로는 구조를 단순화하여 제조와 조립을 간단히 할 수 있게 함으로써 생산성이 향상되게 하는데에 있다.Another object is to increase productivity by simplifying the structure to simplify manufacturing and assembly.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 유출공을 양측에 형성하면서 구성되는 상부압착판과, 상기 상부압착판과는 대향되게 위치하면서 유입공을 가운데에 형성한 하부압착판과, 상기 상, 하부압착판 각각에 설치되는 전극판과, 상기 상, 하부압착판 사이에 다수개가 설치되면서 상기 유입공과 유출공에 선택적으로 연계되는 안내공a, b, c, d를 각각 형성한 스페이서와, 상기 스페이서 사이에 설치되면서 상기 안내공a, b, c, d와 연계되는 안내공e, f, g, h를 각각 형성한 이온교환막과, 상기 상, 하부압착판 외측 각각에 양단부가 결합되어 설치되는 고정부로 구성된다.The present invention for realizing this, the upper pressing plate configured to form the outlet hole on both sides, the lower pressing plate formed in the inlet hole in the center while facing the upper pressing plate, and the upper and lower pressing plate A spacer provided with a plurality of guide plates a, b, c and d respectively connected to the inlet hole and the outlet hole while a plurality of electrode plates are provided between each of the electrode plates and the upper and lower compression plates. While being installed, the ion exchange membrane formed with guide holes e, f, g, and h associated with the guide holes a, b, c, and d, respectively, and a fixed part provided with both ends coupled to the outer side of the upper and lower compression plates. It is composed.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예를 구성하는 스페이서가 투석장치에 설치된 사시도.1 is a perspective view in which a spacer constituting the first embodiment of the present invention is installed in a dialysis apparatus.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예를 구성하는 스페이서가 이온교환막과 함께 투석장치에 설치될 때의 배열상태를 나타낸 분리 사시도.Fig. 2 is an exploded perspective view showing the arrangement state when the spacer constituting the first embodiment of the present invention is installed in the dialysis apparatus together with the ion exchange membrane.
도 3 은 투석장치 결합 단면도.3 is a dialysis device combined cross-sectional view.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시예를 구성하는 스페이서 평면도.4 is a plan view of a spacer constituting the first embodiment of the present invention;
도 5 는 도 4 의 A - A 선 단면도.5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 6 은 투석장치 상부를 개략적으로 나타낸 상태도.Figure 6 is a state diagram schematically showing the upper dialysis apparatus.
도 7 은 본 발명의 제 2 실시예를 구성하는 스페이서 평면도.7 is a plan view of a spacer which constitutes a second embodiment of the present invention.
도 8 은 도 7 의 B - B 선 단면도.8 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
도 9 는 본 발명의 제 3 실시예를 구성하는 스페이서 평면도.9 is a plan view of a spacer which constitutes a third embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
2:투석장치 4:상부압착판 6:하부압착판2: dialysis apparatus 4: upper press plate 6: lower press plate
8,10:전극판 12:스페이서 14:이온교환막8,10: electrode plate 12: spacer 14: ion exchange membrane
16:슬롯 18:리브 20:안내공a16: Slot 18: Rib 20: Guide a
22:안내공b 24:안내공c 26:안내공d22: guide b 24: guide c 26: guide d
36,38:유출공 40,42:밸브 44:호스a36, 38: Outlet 40, 42: Valve 44: Hose a
46:T관 60:컨트롤부 63,65:유입공46: tube T 60: control unit 63, 65: inlet hole
67:공급호스67: supply hose
본 발명은 도 1 에 도시된 바와 같이 해수를 담수와 농축수로 분리하여 배출시키는 투석장치(2)가 구성되는데, 상기 구조를 살펴보면 다음과 같다.As shown in FIG. 1, the present invention comprises a dialysis apparatus 2 for separating and discharging seawater into fresh water and concentrated water, which will be described below.
먼저 상기 투석장치(2)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이 원형으로 이루어진 상, 하부압착판(4, 6)이 구성되는데, 상기 상, 하부압착판(4, 6) 각각에는 전류를 공급하는 (-), (+)극 전극판(8, 10)이 각각 설치된다.First, as shown in FIGS. 2 and 3, the dialysis apparatus 2 includes upper and lower compression plates 4 and 6 formed in a circular shape, and supplies current to each of the upper and lower compression plates 4 and 6. (-) And (+) electrode electrodes 8 and 10 are respectively provided.
그리고 상기 상, 하부압착판(4, 6) 사이에는 해수 흐름을 안내하는 본 발명의 제 1 실시예인 스페이서(12)와, 양이온과 음이온을 선택적으로 투과시키는 이온교환막(14)이 각각 설치되는데, 이때 상기 스페이서(12)와 이온교환막(14)이 순차적으로 교대하며 다수개가 겹쳐지게 설치된다.And between the upper and lower compression plates (4, 6) is provided with a spacer 12, which is a first embodiment of the present invention for guiding seawater flow, and an ion exchange membrane (14) for selectively permeating cations and anions, respectively, At this time, the spacer 12 and the ion exchange membrane 14 are alternately arranged in order to overlap a plurality.
상기와 같이 상, 하부압착판(4, 6) 사이에 설치되는 다수개의 스페이서(12)와 이온교환막(14)은, 상기 상, 하부압착판(4, 6) 외측에 설치된 고정부(5)를 구성하는 보울트(7) 체결력으로 인해 상호 밀착하면서 고정된다.As described above, the plurality of spacers 12 and the ion exchange membrane 14 provided between the upper and lower compression plates 4 and 6 are fixed parts 5 provided outside the upper and lower compression plates 4 and 6. Due to the fastening force of the bolts 7 constituting the contact is fixed while being in close contact with each other.
상기 스페이서(12)와 이온교환막(14) 수량은 해수를 담수로 만들기 위한 용량을 결정하기 위해서, 필요에 따라 선택적으로 수량을 조절할 수 있다.The amount of the spacer 12 and the ion exchange membrane 14 may be selectively adjusted as necessary to determine the capacity for making the seawater freshwater.
상기 본 발명의 제 1 실시예를 구성하는 스페이서 구조를 도 4, 5에서 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.The spacer structure constituting the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5 as follows.
먼저 상기 스페이서(12)는 상, 하부압착판(4, 6)과 동일한 모양을 하는 원판 형상을 하며 형성되는데, 이때 상기 스페이서(12)는 조립을 보다 용이하게 하기 위해서 상기 상, 하부압착판(4, 6) 보다는 작은 사이즈를 한다.First, the spacer 12 is formed in the shape of a disc having the same shape as the upper and lower compression plates 4 and 6, wherein the spacer 12 is formed in the upper and lower compression plates (to facilitate assembly). It is smaller than 4, 6).
그리고 상기 스페이서(12)에는 해수 흐름을 안내하는 슬롯(16)이 스파이럴 타입을 하면서 관통되어 형성되고, 상기 슬롯(16) 내부에는 스페이서(12)에 보다 큰 휨응력을 제공하기 위한 리브(18)가 동일한 간격을 두면서 다수개가 형성되는데, 상기 리브(18)는 전체적으로 방사상 형상을 하면서 위치한다.In the spacer 12, a slot 16 for guiding seawater flow is formed through a spiral type, and a rib 18 for providing a greater bending stress to the spacer 12 is formed inside the slot 16. A plurality are formed at equal intervals, the ribs 18 being positioned in a radial shape as a whole.
이때 상기 슬롯(16)은 동일한 폭으로 연속하여 형성되고, 상기 리브(18)는 해수 흐름이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여 상기 슬롯(16) 높이보다는 다소 낮은 소정 높이만큼 위치하며 형성된다.In this case, the slots 16 are continuously formed in the same width, and the ribs 18 are formed by a predetermined height somewhat lower than the height of the slots 16 so that seawater flow can be made more smoothly.
계속하여 상기 슬롯(16) 출발점인 선단부에는 해수가 유입될 수 있도록 안내하는 안내공a(20)가 관통되어 형성되고, 상기 슬롯(16) 끝단부인 후단부에는 해수가 유출될 수 있도록 안내하는 안내공b(22)가 관통되어 형성된다.A guide hole a (20) through which the seawater is introduced to the front end portion of the slot (16) starting point is formed to penetrate therein, and a guide to guide the seawater to flow out to the rear end portion of the slot (16) end portion. The ball b 22 penetrates and is formed.
이와 함께 상기 안내공a(20) 일측과 스파이럴 타입으로 형성된 슬롯(16) 내측 사이에, 해수가 통과할 수 있도록 안내하는 안내공c(24)가 관통되면서 스페이서 (12)에 형성된다.In addition, between the one side of the guide hole a (20) and the inside of the slot 16 formed in a spiral type, the guide hole c (24) for guiding sea water to pass through is formed in the spacer (12).
또한 상기 스파이럴 타입으로 이루어진 슬롯(16) 외측에는 해수가 통과할 수있도록 안내하는 안내공d(26)가 관통되면서 상기 스페이서(12)에 형성된다. 이때 상기 안내공a, b, c, d(20, 22, 24, 26)는 스페이서(12)에 횡방향으로 소정거리를 두면서 배열된다.In addition, the spiral hole 12 is formed in the spacer 12 while the guide hole d 26 is guided to guide the seawater through the slot 16. At this time, the guide holes a, b, c, d (20, 22, 24, 26) are arranged with a predetermined distance in the transverse direction to the spacer 12.
계속하여 상기 스페이서(12) 상부 또는 하부에 위치하는 이온교환막(14)은 상기 스페이서(12)와 동일한 모양과 사이즈를 하면서 구성되는데, 상기 이온교환막 (14)에는 스페이서(12)에 형성된 안내공a, b, c, d(20, 22, 24, 26)와 연계되면서 해수 흐름을 안내하는 관통된 안내공e, f, g, h(28, 30, 32, 34)가 횡방향으로 소정거리를 두고서 배열된다.Subsequently, the ion exchange membrane 14 positioned above or below the spacer 12 has the same shape and size as the spacer 12, and the guide holes a formed in the spacer 12 are formed in the ion exchange membrane 14. , b, c, d (20, 22, 24, 26) through the guide holes e, f, g, h (28, 30, 32, 34) to guide the seawater flow a predetermined distance in the transverse direction Are arranged.
상기와 같이 이온교환막(14) 사이마다 스페이서(12)가 각각 설치될 때, 상기 슬롯(16)의 나선방향이 우측방향과 좌측방향으로 교대로 위치하게 한다.As described above, when the spacers 12 are respectively provided between the ion exchange membranes 14, the helical directions of the slots 16 are alternately positioned in the right direction and the left direction.
한편 상기 상부압착판(4) 양측에는 상기한 스페이서(12)의 안내공b, d(22, 26)와 연계되면서 해수 흐름을 안내하는 유출공(36, 38)이 각각 관통되어 형성되고, 상기 유출공(36, 38)에는 투석장치(2)를 통과하여 온 해수 흐름을 단속하는 밸브(40, 42)가 2개를 한 쌍으로 하면서 각각 도 6 에 도시된 바와 같이 설치된다.On the other hand, the both sides of the upper pressing plate 4 is formed through the outlet holes 36 and 38 which guide the seawater flow while being associated with the guide holes b, d (22, 26) of the spacer 12, respectively, Outflow holes 36 and 38 are provided with two valves 40 and 42 for intermitting the seawater flow passing through the dialysis apparatus 2 as shown in Fig. 6, respectively.
그리고 상기 상부압착판(4) 일측에 위치한 하나의 밸브(42)에는 해수 흐름을 안내하는 호스a(44)가 선단부에 T관(46)을 결합하면서 연결되고, 상기 T관(46)에는 상부압착판(4) 타측에 위치한 하나의 밸브(40)에 연결된 호스b(48)와 미도시된 해수 수집소에 연결된 호스c(50)가 각각 연결된다.And one valve 42 located on one side of the upper pressing plate 4 is connected to the hose a (44) for guiding seawater flow while connecting the T pipe 46 to the front end, the upper T pipe 46 A hose b 48 connected to one valve 40 located at the other side of the pressing plate 4 and a hose c 50 connected to a seawater collection station (not shown) are connected to each other.
또한 상기 상부압착판(4) 일측에 위치한 또 다른 밸브(42)에는 해수흐름을 안내하는 호스d(52)가 선단부에 T관(54)을 결합하면서 연결되고, 상기 T관(54)에는상부압착판(4) 타측에 위치한 또 다른 밸브(40)에 연결된 호스e(56)와 미 도시된 해수 수집소로 위치하는 호스f(58)가 각각 연결된다.In addition, another valve 42 located on one side of the upper pressing plate 4 is connected to the hose d 52 for guiding seawater flow while coupling the T pipe 54 to the tip, and the upper part of the T pipe 54. A hose e 56 connected to another valve 40 located at the other side of the pressing plate 4 and a hose f 58 located at a seawater collection station not shown are respectively connected.
이와 함께 상기 각각의 밸브(40, 42)에는 작동명령을 전달하는 하나의 컨트롤부(60)가 연결되고, 상기 컨트롤부(60)에는 상기한 상, 하부압착판(4, 6)에 각각 설치되는 전극판(8, 10)이 연결된다. 이때 상기 전극판(8, 10)을 필요에 따라서 (+)극과 (-)극을 바꾸어 선택할 수 있도록 상기 컨트롤부(60)에 작동명령을 설정할 수 있다.In addition, each of the valves 40 and 42 is connected to one control unit 60 for transmitting an operation command, and the control unit 60 is installed on the upper and lower pressing plates 4 and 6, respectively. The electrode plates 8 and 10 are connected. At this time, it is possible to set an operation command to the control unit 60 to select the electrode plate (8, 10) by changing the (+) and (-) pole as necessary.
상기한 하부압착판(6)에는 상기 스페이서(12)에 형성된 안내공a, c(20, 24)에 연계되는 유입공(63, 65)이 가운데에 위치하면서 관통 형성되고, 상기 유입공 (63, 65)에는 해수가 유입될 수 있도록 안내하는 공급호스(67)가 결합된다.In the lower compression plate 6, the inlet holes 63 and 65 connected to the guide holes a and c (20 and 24) formed in the spacer 12 are formed in the center thereof, and the inlet holes 63 are formed therethrough. , 65 is coupled to the supply hose 67 for guiding the sea water to flow.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 1 실시예가 설치된 투석장치(2) 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the dialysis apparatus 2 provided with the first embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
먼저 해수를 담수화하기 위해 컨트롤부(60)(도6 참조)를 조작하여 상부압착판(4)에 설치된 (-)극 전극판(8)과 하부압착판(6)에 설치된 (+)극 전극판(10)에 전류가 각각 공급되게 하고, 동시에 상부압착판(4)상에 설치된 밸브(40, 42)가 각각 오픈되게 한다.First, the control unit 60 (see FIG. 6) is operated to desalination seawater, and the negative electrode plate 8 installed on the upper compression plate 4 and the positive electrode installed on the lower compression plate 6 are operated. The current is supplied to the plate 10, respectively, and at the same time, the valves 40 and 42 provided on the upper compression plate 4 are opened, respectively.
상기와 같은 상태에서 공급호스(67)(도3 참조)를 통하여 해수가 투석장치(2)로 유입되면 다음과 같은 순서로 순환하면서 이동하게 된다.When the seawater flows into the dialysis apparatus 2 through the supply hose 67 (see FIG. 3) in the above state, the water is circulated in the following order and moved.
먼저 상기 해수가 하부압착판(6)(도2 참조) 타측에 형성된 유입공(63)을 통하여 투석장치(2) 내부로 들어오면, 상기 투석장치(2) 하부에 최초로 위치하고 있는 스페이서(12)에 형성된 안내공a(20)에 도달하게 되고, 동시에 상기 하부압착판 (6) 일측에 형성된 유입공(65)을 통하여, 상기 스페이서(12)에 형성된 안내공c(24)에 해수가 도달하게 된다.First, when the seawater enters into the dialysis apparatus 2 through the inlet hole 63 formed at the other side of the lower pressing plate 6 (see FIG. 2), the spacer 12 is first positioned under the dialysis apparatus 2. Reach the guide hole a (20) formed at the same time, and at the same time through the inlet hole (65) formed on one side of the lower pressing plate (6), the seawater reaches the guide hole (24) formed in the spacer 12 do.
상기 안내공a(20)(도4 참조)에 도달한 해수는 스파이럴 타입으로 형성된 슬롯(16)을 따라 유입속도에 비례하여 안내공b(22)로 이동하게 되는데, 이때 상기 슬롯(16)이 반시계 방향으로 나선을 그리며 위치하여 있는 관계로 상기 해수는 투석장치(2) 하부에 최초로 위치한 스페이서(12)에서 슬롯(16)을 따라 반 시계 방향으로 나선을 그리며 이동하여 안내공b(22)에 도달하게 된다.The seawater reaching the guide hole a (20) (see FIG. 4) is moved to the guide hole b 22 in proportion to the inflow speed along the slot 16 formed in a spiral type, wherein the slot 16 is Since the seawater is located in a counterclockwise direction, the seawater moves in a counterclockwise direction along the slots 16 in the spacer 12, which is initially located below the dialysis device 2, to guide holes b (22). Will be reached.
상기와 같이 해수가 슬롯(16)을 따라 이동하다가 리브(18)를 통과할 때, 상기 리브(18)는 슬롯(16) 높이보다 낮게 위치하고 있어 해수가 용이하게 통과할 수 있게 된다. 그리고 상기 해수가 슬롯(16)을 따라 이동이 가능한 것은, 상기 스페이서(12)(도2 참조) 상부에는 이온교환막(14)이 하부에는 하부압착판(6)이 각각 밀착하여 설치된 관계로 상기 슬롯(16)은 상, 하부가 밀폐된 상태가 됨으로 통로로 작용하게 된다.When the seawater moves along the slot 16 and passes through the rib 18 as described above, the rib 18 is positioned lower than the height of the slot 16 so that seawater can easily pass. The seawater is movable along the slot 16 because the ion exchange membrane 14 is disposed on the spacer 12 (see FIG. 2) and the lower press plate 6 is disposed on the lower portion of the spacer 12 (see FIG. 2). 16, the upper and lower portions are in a closed state to act as a passage.
계속하여 상기 안내공a(20)에 도달한 해수 일부는 슬롯(16)을 따라 이동하지 않고 그대로 상부로 이동하여 투석장치(2) 하부에 최초로 위치한 이온교환막(14)에 형성된 안내공e(28)로 이동하고, 상기 안내공b(22)에 도달한 해수는 최초 이온교환막(14)에 형성된 안내공f(30)로 이동하게 된다.Subsequently, a portion of the seawater reaching the guide hole a (20) does not move along the slot (16), but moves upwards as it is. The guide hole (e) formed in the ion exchange membrane (14) first located under the dialysis apparatus (2) ), And the seawater reaching the guide hole b 22 is moved to the guide hole f 30 formed in the initial ion exchange membrane 14.
또한 상기 하부압착판(6)에 형성된 유입공(65)을 통과한 해수는 상기 최초 스페이서(12)에 형성된 안내공c(24)를 지나 투석장치(2) 하부에 위치한 최초 이온교환막(14)에 형성되어진 안내공g(32)에 도달하게 된다.In addition, the seawater passing through the inlet 65 formed in the lower pressing plate 6 passes through the guide hole c 24 formed in the first spacer 12, and the first ion exchange membrane 14 positioned below the dialysis apparatus 2. The guide hole g 32 is formed to reach.
계속하여 상기 안내공g(32)에 도달한 해수는 이온교환막(14) 상부에 위치한 또 다른 스페이서(12)의 안내공a(20)로 유입되면서 슬롯(16)을 따라 이동하게 되는데, 이때 상기 슬롯(16)의 나선 방향은 이온교환막(14) 하부에 위치한 스페이서 (12)의 나선 방향과는 반대 방향인 시계 방향으로 형성되어 있는 관계로, 상기 해수는 시계 방향으로 나선 방향을 그리면서 이동하여 안내공b(22)에 도달하게 된다.Subsequently, the seawater reaching the guide hole g 32 is introduced into the guide hole a 20 of another spacer 12 positioned on the ion exchange membrane 14, and moves along the slot 16. Since the spiral direction of the slot 16 is formed in a clockwise direction opposite to the spiral direction of the spacer 12 positioned below the ion exchange membrane 14, the seawater moves in a spiral direction clockwise. The guide hole b 22 is reached.
이와 함께 상기 최초 이온교환막(14)의 안내공e(28)에 도달한 해수는, 상부에 위치한 다른 스페이서(12)의 슬롯(16) 내측에 위치한 안내공c(24)에 도달하고, 상기 최초 이온교환막(14)의 안내공f(30)에 도달한 해수는 상부에 위치한 다른 스페이서(12)에 형성된 안내공d(26)에 도달한다.At the same time, the seawater reaching the guide hole e 28 of the first ion exchange membrane 14 reaches the guide hole c 24 located inside the slot 16 of the other spacer 12 located above. The seawater that reaches the guide hole f 30 of the ion exchange membrane 14 reaches the guide hole d 26 formed in the other spacer 12 located above.
상기와 같이 안내공b(22)에 도달한 해수는 상부에 위치한 다른 이온교환막 (14)의 안내공h(34)로 이동하고, 상기 안내공a(20)에 도달한 해수중 일부는 슬롯(16)을 따라 이동하지 않고 상부에 위치한 다른 이온교환막(14)의 안내공g(32)로 이동하며, 상기 안내공c(24)에 도달한 해수는 다른 이온교환막(14)의 안내공e (28)로 이동하고, 상기 안내공d(26)에 도달한 해수는 다른 이온교환막(14)의 안내공f(30)로 이동한다.As described above, the seawater reaching the guide hole b 22 moves to the guide hole h 34 of the other ion exchange membrane 14 located above, and a part of the seawater reaching the guide hole a 20 is a slot ( 16 does not move along the guide hole g (32) of the other ion exchange membrane 14 located above, and the seawater reaching the guide hole c (24) is guide hole (e) of the other ion exchange membrane (14) 28, the seawater reaching the guide hole d (26) moves to the guide hole f (30) of the other ion exchange membrane (14).
상기와 같이 다른 이온교환막(14)에 각각 도달한 해수는 상기 안내공e, f, g, h(28, 30, 32, 34)를 통과하고, 동시에 상부에 위치한 또 다른 스페이서(12)의 안내공a, b, c, d(20, 22, 24, 26)에 해수가 각각 도달하면서 전술한 바와 같이 동일한 과정을 거치며 상부로 이동한다.As described above, the seawater reaching each of the other ion exchange membranes 14 passes through the guide holes e, f, g, and h (28, 30, 32, 34), and at the same time guides another spacer 12 located thereon. Sea water reaches the balls a, b, c, d (20, 22, 24, 26), respectively, and moves upward through the same process as described above.
이때 상기 또 다른 스페이서(12)에 형성된 슬롯(16) 나선 방향이 반 시계 방향으로 형성되어 있어, 하부에 위치한 다른 스페이서(12)의 슬롯(16)을 따라 반 시계 방향으로 흐르는 해수와는 반대로, 상기 슬롯(16)을 따라 반 시계 방향으로 흐른다.At this time, the spiral direction of the slot 16 formed in the another spacer 12 is formed in the counterclockwise direction, as opposed to seawater flowing counterclockwise along the slot 16 of the other spacer 12 located below, Flows counterclockwise along the slot 16.
한편 상기와 같은 과정을 거치면서 이동한 해수가 투석장치(2) 상단부에 위치한 스페이서(12)에 도달하면, 상기 안내공a(20)로 해수가 유입되면서 슬롯(16)을 따라 이동하여 안내공b(22)를 지나 하부로부터 이동하여 온 해수와 합류하여, 상부압착판(4)에 형성된 유출공(36)을 통해 투석장치(2) 외부로 유출된다.Meanwhile, when the seawater moved through the above process reaches the spacer 12 located at the upper end of the dialysis apparatus 2, the seawater flows along the slot 16 while the seawater flows into the guide hole a20. After joining the seawater moved from the bottom through the b (22), it is discharged to the outside of the dialysis apparatus 2 through the outflow hole 36 formed in the upper compression plate (4).
이때 상기 안내공c(24)에 도달한 해수는 상부압착판(4)에 의해 통로가 차단된 관계로 더 이상 이동하지 않고 머물러 있다가 하부에 위치한 다른 스페이서(12)에 형성된 안내공a(20)로 역류하여 흐른후, 슬롯(16)을 따라 이동하여 상기 안내공b(22)와 이온교환막(14)의 안내공h(34), 스페이서(12)의 안내공d(26), 상부압착판(4)의 유출공(38)을 순차적으로 지나 투석장치(2) 외부로 이동한다.At this time, the seawater reaching the guide hole c (24) stays without moving anymore because the passage is blocked by the upper pressing plate (4), the guide hole a (20) formed in the other spacer 12 located below ) Flows back through the slot 16 and moves along the slot 16 to guide holes h 34 of the ion exchange membrane 14 and guide holes d 26 of the spacer 12 and upper compression. The outlet hole 38 of the plate 4 is sequentially passed to the outside of the dialysis apparatus 2.
계속하여 상기 안내공d(26)에 도달한 해수는 상기 상부압착판(4)에 형성된 유출공(38)을 통하여 투석장치(2) 외부로 유출된다. 상기와 같이 해수가 스페이서 (12)와 이온교환막(14)을 순차적으로 통과하게 될 때, 상, 하부압착판(4, 6)에 설치된 전극판(8, 10)으로부터 제공되는 전류에 의해 전기분해가 이루어지는데, 그 작용순서를 설명하면 다음과 같다.Subsequently, the sea water reaching the guide hole d (26) flows out of the dialysis apparatus (2) through the outlet hole (38) formed in the upper compression plate (4). As described above, when seawater passes through the spacer 12 and the ion exchange membrane 14 sequentially, electrolysis is performed by current provided from the electrode plates 8 and 10 provided on the upper and lower compression plates 4 and 6. The operation sequence is explained as follows.
먼저 공급호스(67)(도3 참조)를 통해 이동하여 온 해수가 투석장치(2) 하부에 위치한 최초 스페이서(12)에 형성된 슬롯(16)을 따라 이동하게 될 때, 전기분해작용에 의해 Na+과 Cl-이 각각 (-), (+)극 전극판(8, 10)으로 이동하게 된다.First, when seawater moved through the supply hose 67 (see Fig. 3) moves along the slot 16 formed in the first spacer 12 located under the dialysis apparatus 2, Na + And Cl − are moved to the (-) and (+) electrode plates 8 and 10, respectively.
따라서 상기 Na+은 최초 스페이서(12) 상부에 위치하면서 이온을 선택적으로 투과시키는 최초 이온교환막(14)을 이온상태로 통과하여, 상부에 위치한 다른 스페이서(12)의 슬롯(16)내에 도달하게 되고, 상기 Cl-은 하부압착판(6)측으로 이동하여 이온상태로 모이게 된다.Thus, Na + passes through the initial ion exchange membrane 14, which is located above the initial spacer 12 and selectively permeates ions, and reaches the slot 16 of the other spacer 12 located above. The Cl − moves to the lower pressing plate 6 and is collected in an ionic state.
상기와 같이 해수가 슬롯(12)을 따라 이동하게 되면 내포하고 있는 NaCl은 전기분해 되어 농도가 점차적으로 낮아지게 되는데, 이때 전기분해에 사용되는 에너지 소모량은 NaCl의 농도 감소에 비례하여 작아지게 된다.As described above, when the seawater moves along the slot 12, the contained NaCl is electrolyzed and the concentration is gradually lowered. At this time, the energy consumption used for the electrolysis is reduced in proportion to the decrease in the concentration of NaCl.
계속하여 상기 유입공(63)을 통과하여 안내공a(20)에 도달한 일부 해수는, 상부에 순차적으로 위치한 최초 이온교환막(14)의 안내공e(28)와, 다른 스페이서 (12)에 형성된 안내공c(24)와, 다른 이온교환막(14)에 형성된 안내공e(28)와, 또 다른 스페이서(12)에 형성된 안내공a(20)를 순차적으로 통과하게 된다.Subsequently, some of the seawater reaching the guide hole a (20) through the inlet hole (63) is provided to the guide hole (e 28) of the first ion exchange membrane (14) sequentially positioned on the upper side, and to the other spacer (12). The guide hole c 24 formed, the guide hole e 28 formed in the other ion exchange membrane 14, and the guide hole a 20 formed in the other spacer 12 are sequentially passed.
상기와 같이 또 다른 스페이서(12)의 안내공a(20)에 도달한 해수는 슬롯(16)을 따라 이동하면서 전기분해되어, Na+은 상부에 위치한 또 다른 이온교환막(14)과 또 다른 스페이서(12)측으로 이동하고, Cl-은 하부에 위치한 다른 이온교환막(14)을 통과하여 다른 스페이서(12)의 슬롯(16)에 도달하게 되는데, 이때 상기 슬롯(16)내에 Na+과 Cl-이 모이게 되어 염성분 농축비가 증가하는 상태가 된다.As described above, the seawater reaching the guide hole a 20 of another spacer 12 is electrolyzed while moving along the slot 16, so that Na + is another ion exchange membrane 14 and another spacer positioned on the upper side. Moving toward (12) side, Cl − passes through another ion exchange membrane 14 located at the bottom to reach slot 16 of another spacer 12, where Na + and Cl − are in the slot 16. As a result, the salt component concentration ratio is increased.
이와 동시에 상기 하부압착판(6)에 형성된 또 다른 유입공(65)을 통하여 이동한 해수가 최초 스페이서(12)에 형성된 안내공c(24)를 통과하여, 상부에 위치한 최초 이온교환막(14)의 안내공g(32)를 지나 최초 이온교환막(14) 상부에 위치한 다른 스페이서(12)의 안내공a(20)에 도달하면서 슬롯(16)을 따라 이동한다.At the same time, the seawater moved through another inlet hole 65 formed in the lower pressing plate 6 passes through the guide hole c24 formed in the first spacer 12, and the first ion exchange membrane 14 located at the upper portion thereof. The guide hole g (32) of the first ion exchange membrane 14 is moved along the slot (16) while reaching the guide hole a (20) of the other spacer 12 located on the upper portion.
상기와 같이 슬롯(16)을 따라 해수가 이동하면 상, 하부로부터 각각 이동하여 온 용해된 상태의 Na+및 Cl-과 합류한 후에, 상기 다른 스페이서(12)의 안내공b (22)를 통해 상부에 위치한 다른 이온교환막(14)의 안내공h(34)와, 또 다른 스페이서(12)의 안내공d(26)를 순차적으로 통과하면서 상부압착판(4)에 형성된 유출공 (38)을 통과하여 투석장치(2) 외부로 이동한다.When the seawater moves along the slot 16 as described above, after joining with the dissolved Na + and Cl − , which have moved from the upper and lower portions, respectively, through the guide holes b 22 of the other spacer 12. The outflow hole 38 formed in the upper compression plate 4 is sequentially passed through the guide hole h 34 of the other ion exchange membrane 14 located above and the guide hole d 26 of the other spacer 12 sequentially. It passes and moves out of the dialysis apparatus 2.
한편 상기 유출공(36)을 통하여 외부로 나온 H2O는 오픈된 밸브(40)(도6 참조)를 통과하면서 호스e, f(56, 58)를 순차적으로 따라 이동하여 미 도시된 수집소로 이동하고, 이와 동시에 상기 유출공(38)을 통하여 외부로 나온 Na+및 Cl-은 상기 밸브(42)를 통과하면서 호스a, c(44, 50)를 순차적으로 따라 이동하여 미 도시된 수집소로 이동한다.On the other hand, the H 2 O outward through the outlet hole 36 passes through the open valve 40 (see FIG. 6) and sequentially moves the hoses e and f (56, 58) to a collection place (not shown). At the same time, Na + and Cl − exiting through the outlet hole 38 are sequentially moved along the hoses a, c (44, 50) while passing through the valve 42 to a collection station (not shown). Move.
상기와 같이 투석장치(2)가 지속적으로 작동하면서 해수에 내포된 NaCl을 분리하면, 하부압착판(6)에 설치된 (+)극을 띠고 있는 전극판(10)측으로 Cl-이 점차적으로 모이게 되는데, 이와 같이 Cl-이 다량 모이면 상기 (+)극 전극판(10)의 성능이 점차적으로 저하되어 효율성이 떨어지게 된다.As described above, when the dialysis apparatus 2 continuously operates to separate NaCl contained in the seawater, Cl − is gradually collected toward the electrode plate 10 having the positive electrode installed on the lower pressing plate 6. As such, when a large amount of Cl − is collected, the performance of the (+) electrode electrode plate 10 gradually decreases, thereby decreasing efficiency.
따라서 상기 (+)극 전극판(10)이 본래 성능을 유지할 수 있도록 하기 위해 컨트롤부(60)를 조작함으로써, 상기 (+), (-)극이 상호 반대로 전환되게 한다.Therefore, by manipulating the control unit 60 so that the (+) electrode plate 10 can maintain the original performance, the (+), (-) poles are reversed.
상기와 같이 하부압착판(6)에 설치된 전극판(10)이 (-)극으로 전환되면, 전극판(10)에 모인 Cl-이 (+)극을 띠고 있는 상부압착판(4)에 설치된 전극판(8)측으로 이동하여 투석장치(2) 외부로 유출된다. 따라서 상기 하부압착판(6)에 설치된 전극판(10)에 모인 Cl-은 모두 외부로 방출됨으로써 상기 전극판(10)은 본래기능을 회복할 수 있게 된다.As described above, when the electrode plate 10 installed on the lower pressing plate 6 is converted to the negative electrode, Cl − collected on the electrode plate 10 is installed on the upper pressing plate 4 having the (+) pole. It moves to the electrode plate 8 side and flows out of the dialysis apparatus 2 outside. Therefore, all of Cl − collected in the electrode plate 10 installed in the lower pressing plate 6 is released to the outside, thereby allowing the electrode plate 10 to restore its original function.
한편 본 발명의 제 2 실시예를 구성하는 스페이서(62) 구조를 도 7, 8에서 살펴보면 다음과 같다.Meanwhile, the structure of the spacer 62 constituting the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
먼저 상기 스페이서(62)는 본 발명을 구성하는 제 1 실시예의 스페이서(12)와 동일한 모양 및 사이즈로 이루어지며 구성되는데, 상기 스페이서(62)에는 해수 흐름을 안내하는 관통된 슬롯(64)이 스파이럴 타입으로 형성된다.First, the spacer 62 has the same shape and size as the spacer 12 of the first embodiment of the present invention, and the spacer 62 has a spiral slot 64 for guiding seawater flow. It is formed into a type.
상기 슬롯(64) 내부에는 스페이서(62)에 보다 큰 휨응력을 제공하기 위한 리브(66)가 동일 간격을 두면서 다수개가 형성되는데, 상기 리브(66)는 전체적으로 방사상 형상을 하며 위치한다. 이때 상기 슬롯(64)은 시작 부분에서 끝단으로 갈수록 점차적으로 폭이 좁아지게 형성되고, 상기 리브(66)는 해수 흐름이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여 상기 슬롯(64) 높이 보다는 다소 낮은 소정 높이만큼 위치하며 형성된다.In the slot 64, a plurality of ribs 66 are formed at equal intervals to provide greater bending stress to the spacer 62, and the ribs 66 are positioned in a radial shape as a whole. At this time, the slot 64 is gradually formed narrower from the beginning to the end, the rib 66 is a predetermined height somewhat lower than the height of the slot 64 in order to make the seawater flow more smoothly Are located and formed.
상기와 같이 슬롯(64) 폭이 점차적으로 좁아지는 공식은 다음과 같다.As described above, the formula for gradually narrowing the width of the slot 64 is as follows.
S2= K × S1, S3= K × S2 S 2 = K × S 1 , S 3 = K × S 2
K = 통로 절단면 협착률(0.9에서 0.5까지 균등하다)K = passage section narrowing rate (evenly from 0.9 to 0.5)
S1= 내측에서 첫 번째 절단면S 1 = first cutting plane from inside
S2= 내측에서 두 번째 절단면S 2 = 2nd cutting plane from inside
S3= 내측에서 세 번째 절단면S 3 = third cutting plane from inside
계속하여 상기 슬롯(64)이 시작되는 선단부에는 해수가 유입될 수 있도록 안내하는 안내공i(68)가 관통되어 형성되고, 상기 슬롯(64) 끝단부에는 해수가 유출될 수 있도록 안내하는 안내공j(70)가 관통되어 형성된다.A guide hole i (68) through which guides the seawater to flow in is formed at the tip end of the slot (64), and a guide hole for guiding the seawater to flow out at the end of the slot (64). j (70) is formed through.
그리고 상기 안내공i(68) 일측과 슬롯(64) 내측 사이에는 해수가 통과할 수 있도록 안내하는 안내공k(72)가 관통되어 형성되고, 상기 슬롯(64) 외측에는 해수가 통과할 수 있도록 안내하는 안내공l(74)이 관통되어 형성된다. 이때 상기 안내공 i, j, k, l(68, 70, 72, 74)는 스페이서(62)상에서 동일한 선상에 횡방향으로 위치하며 형성된다.And a guide hole k (72) for guiding sea water to pass through between the one side of the guide hole i (68) and the slot 64, the sea water can pass through the slot 64 outside Guiding guide hole (74) is formed through. At this time, the guide holes i, j, k, l (68, 70, 72, 74) are formed in the transverse direction on the same line on the spacer 62.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 2 실시예를 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the second embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
상기 스페이서(62)가 투석장치(2)에 설치되어 사용되면 안내공i(68)로 해수가 들어와 슬롯(64)을 따라 이동하면서 전술한 바와 같이 전기분해작용이 일어나 Na+은 (-)극 전극판(10)측으로 이동하고, Cl-은 (+)극 전극판(8)측으로 이동함으로써, 상부에 위치한 또 다른 스페이서(12)에 상기 Na+과 Cl-이 모이면서 상부압착판 (4)측으로 이동한다.When the spacer 62 is installed and used in the dialysis apparatus 2, seawater enters the guide hole i 68 and moves along the slot 64, whereby electrolysis occurs as described above, and Na + is a negative electrode. By moving to the electrode plate 10 side and Cl − is moved to the (+) electrode plate 8 side, the Na + and Cl − are gathered in another spacer 12 located at the upper side and the upper press plate 4 To the side.
그리고 해수가 전기분해되어 생성된 H2O는 상부에 위치한 또 다른 스페이서(12)를 따라 상부압착판(4)측으로 이동한다. 상기와 같이 슬롯(64)을 따라 해수가 이동하면, 상기 슬롯(64) 폭이 점차적으로 좁아지게 형성되는 관계로 해수 이동속도가 점차적으로 증가하게 된다.And the H 2 O generated by the electrolysis of the sea is moved to the upper pressing plate 4 side along another spacer 12 located at the top. As the seawater moves along the slot 64 as described above, the seawater moving speed gradually increases because the width of the slot 64 is gradually narrowed.
한편 본 발명의 제 3 실시예를 구성하는 스페이서(76) 구조를 도 9에서 살펴보면 다음과 같다.Meanwhile, the structure of the spacer 76 constituting the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9.
먼저 상기 스페이서(76)는 본 발명을 구성하는 제 1, 2 실시예의 스페이서 (12, 62)와 동일한 모양 및 사이즈로 형성되는데, 상기 스페이서(76)에는 해수 흐름을 안내하는 슬롯(78)이 스파이럴 타입으로 관통되면서 형성된다.First, the spacer 76 is formed in the same shape and size as the spacers 12 and 62 of the first and second embodiments of the present invention, and the spacer 76 has a slot 78 for guiding seawater flow. It is formed while penetrating into a type.
상기 슬롯(78) 내부에는 스페이서(76)에 보다 큰 휨응력을 제공하기 위한 리브(80)가 동일한 간격을 두면서 다수개가 형성되는데, 상기 리브(80)는 전체적으로 방사상 형상을 하면서 위치한다. 이때 상기 슬롯(78)은 시작 부분에서부터 끝단으로 갈수록 점차적으로 폭이 넓어지는 타입으로 형성되고, 상기 리브(80)는 해수 흐름이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위해 상기 슬롯(78) 높이보다는 다소 낮은 높이만큼 위치하며 형성된다.In the slot 78, a plurality of ribs 80 for providing greater bending stress to the spacer 76 are formed at equal intervals, and the ribs 80 are positioned in a radial shape as a whole. At this time, the slot 78 is formed in a type that gradually widens from the beginning to the end, the rib 80 is somewhat lower than the height of the slot 78 in order to make the seawater flow more smoothly It is formed by its height.
상기와 같이 슬롯(78) 폭이 외측에서 내측방향으로 갈수록 점차적으로 좁아지는 공식은 다음과 같다.As described above, the formula in which the width of the slot 78 is gradually narrowed from the outside to the inward direction is as follows.
S2= K × S1, S3= K × S2 S 2 = K × S 1 , S 3 = K × S 2
K = 통로 절단면 협착률(0.9에서 0.5까지 균등하다)K = passage section narrowing rate (evenly from 0.9 to 0.5)
S1= 외측에서 첫 번째 절단면S 1 = first cutaway from the outside
S2= 외측에서 두 번째 절단면S 2 = second cutaway from the outside
S3= 외측에서 세 번째 절단면S 3 = third cut from outside
계속하여 상기 슬롯(78)이 시작되는 선단부에는 해수가 유입될 수 있도록 안내하는 안내공m(82)이 관통되어 형성되고, 상기 슬롯(78) 끝단부에는 해수가 유출될 수 있도록 안내하는 안내공n(84)이 관통되어 형성된다.A guide hole (82) for guiding sea water flows through the front end portion of the slot (78) starts, and the guide hole for guiding sea water flows out at the end of the slot (78). n (84) is formed through.
그리고 상기 안내공m(82) 일측과 슬롯(78) 내측 사이에는 해수가 통과할 수 있도록 안내하는 안내공o(86)가 관통되어 형성되고, 상기 슬롯(78) 외측에는 해수가 통과할 수 있도록 안내하는 안내공p(88)가 관통되어 형성된다.A guide hole o 86 is formed through the guide hole m 82 and one side of the slot 78 so as to allow the sea water to pass therethrough, so that the seawater can pass through the slot 78. The guide hole p 88 for guiding is formed through.
이때 상기 안내공m, n, o, p(82, 84, 86, 88)는 스페이서(76)상에서 동일한 선상에 횡방향으로 위치하며 형성된다.At this time, the guide holes m, n, o, p (82, 84, 86, 88) are formed in the transverse direction on the same line on the spacer 76.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 3 실시예를 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the third embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
먼저 상기 스페이서(76)가 투석장치(2)에 설치되어 사용되면 안내공m(82)으로 해수가 들어와 슬롯(78)을 따라 이동하면서 전술한 바와 같이 전기분해작용이 일어나 Na+은 (-)극 전극판(8)측으로 이동하고, Cl-은 (+)극 전극판(10)측으로 이동함으로써, 상부에 위치한 또 다른 스페이서(76)에 상기 Na+과 Cl-이 모이면서 상부 압착판(4)측으로 이동한다.First, when the spacer 76 is installed and used in the dialysis apparatus 2, seawater enters the guide hole m 82, moves along the slot 78, and electrolysis occurs as described above, where Na + is negative (−). By moving toward the pole electrode plate 8 side and Cl − moving to the (+) pole electrode plate 10 side, the Na + and Cl − are gathered in another spacer 76 located thereon, and the upper press plate 4 Move to) side.
그리고 해수가 전기분해되어 생성된 H2O는 상부에 위치한 또 다른 스페이서 (76)를 따라 상부압착판(4)측으로 이동한다.And the H 2 O generated by the electrolysis of the sea is moved to the upper pressing plate 4 side along another spacer 76 located at the top.
상기와 같이 슬롯(78)을 따라 해수가 이동하면, 상기 슬롯(78) 폭이 점차적으로 넓어지는 형상을 한 관계로 최초 이동속도보다는 점차적으로 감소하게 된다.As the seawater moves along the slot 78 as described above, the width of the slot 78 gradually increases, and thus the seawater gradually decreases from the initial moving speed.
본 발명은 NaCl(3g/ℓ) 용액의 염분을 제거하고자 직경 220mm짜리 스페이서 20개와 상기 스페이서 사이에 이온교환막을 설치하여 사용하게 될 때 상기 이온교환막에 1.2A 전류가 흐를시 전기저항이 7Ω으로 나타나는 반면에, 기존 방법으로 NaCl 제거시 전기저항이 10.7Ω으로 나타남에 따라 기존방법에 의해 염분을 제거하는 것 보다는 전기저항이 25-30% 정도 낮아지게 되어 에너지 낭비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In the present invention, when the ion exchange membrane is installed between 20 spacers having a diameter of 220 mm and the spacers are removed between the spacers to remove the salt of NaCl (3 g / L) solution, the electrical resistance is 7 kΩ when 1.2 A current flows through the ion exchange membrane. On the other hand, when NaCl is removed by the conventional method, the electrical resistance is 10.7Ω, so that the electrical resistance is reduced by 25-30% rather than the removal of salt by the existing method, thereby reducing energy waste.
다른 효과로는 스페이서에 형성된 슬롯 모양이 스파이럴 타입으로 형성됨으로써, 해수 흐름이 보다 원활하게 이루어져 전기분해 효율이 보다 향상되고, 또한 제작이 용이하여 생산성이 향상되는 장점이 있다.Another effect is that the slot shape formed in the spacer is formed in a spiral type, so that the seawater flows more smoothly, thereby improving electrolysis efficiency and also making it easier to manufacture, thereby improving productivity.
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