KR100769051B1 - 원통형 전기이온제거장치 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 속에 용해되어 있는 분순물을 정수하는 전기이온제거장치에 관한 것으로, 모듈본체(100)의 외부와 내부에 각각 철판 고정덮개(110)와 플라스틱 고정덮개(120)를 장착하여 원통형상으로 형성하되, 상기 철판 고정덮개(110)의 내벽과 상기 플라스틱 고정덮개(120)의 외벽에 각각의 전극덮개(111,121)를 통해 양/음의전극(130,140)을 설치하며, 상기 모듈본체(100)에 장착된 절연강관(270)을 통해 몸체를 이분할하여 처리부스페이서(200)와 농축부스페이서(210)가 수직 또는 수평으로 적층된 셀모듈(250)을 구성한 것을 특징으로 하여, 모듈본체의 제작에 따른 편리성이 증대됨은 분해 및 조립작업이 용이함은 물론 누수현상이 없어 장치의 수명이 연장되게 한 것이다.

모듈본체, 철판 및 플라스틱 고정덮개, 처리부 및 농축부스페이서,

Description

원통형 전기이온제거장치 모듈 {Modules of cylindrical electrodeionizat ion apparatus for large capacity}

도 1은 본 발명에 따른 전기이온제거장치의 조립상태를 도시한 측단면도.

도 2는 본 발명에 따른 처리부스페이서를 도시한 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 농축부스페이서를 도시한 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 셀모듈의 공정 유체 흐름도.

도 5는 본 발명에 따른 절연강관의 측단면도

도 6은 일반적인 기술에 따른 전기이온제거장치 원리도.

도 7은 일반적인 기술에 따른 전기이온제거장치의 또다른 원리도.

도 8은 일반적인 기술에 따른 전기이온제거장치의 공정유체 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 모듈본체 101 : 유입유체입구

102 : 농축유체입구 103 : 농축유체출구

104 : 전극유체출구 105 : 처리유체출구

106 : 조임너트 107 : 조임볼트

108 : 에어벤트 109 : 아이러그

110 : 철판 고정덮개 111 : 플라스틱 양의전극덮개

112 : 덮개오링 120 : 플라스틱 고정덮개

121 : 플라스틱 음의전극덮개 130 : 양의전극

131 : 전극연결부 140 : 음의전극

141 : 전극연결부 142 : 전원공급 연결선

143 : 전원공급 연결선고무호스 150 : 누수방지 고무패킹

151 : 누수방지마개 200 : 처리부스페이서

201 : 처리부 유체유입구 202 : 처리부 유체배출구

203 : 농축부 유체유입통로 204 : 농축부 유체배출통로

205 : 처리부 유로유도판 206 : 처리부 유체유로

207 : 스페이서지지대 210 : 농축부스페이서

211 : 농축부 유체유입구 212 : 농축부 유체배출구

214 : 처리부 유체배출통로 215 : 농축부 유로유도판

216 : 농축부 유체유로 217 : 스페이서지지대

220 : 이온교환막 221 : 음이온교환막

222 : 양이온교환막 230 : 전극부스페이서

231 : 전극수 이송고무호스 240 : 이온교환수지

241 : 전도성촉매 250 : 셀모듈

270 : 셀모듈 절연강관 272 : 절연체 코팅층

280 : 플라스틱 버퍼블럭

본 발명은 유체 속에 용해되어 있는 분순물을 전기적으로 정수하는 전기이온제거장치에 관한 것으로, 특히 전기이온제거장치를 원통형으로 형성함과 더불어 셀모듈의 유효공을 다수개의 형성함은 물론 스페이서의 유로를 나선형으로 형성하여 불순물의 정수에 따른 처리효율을 배가시킬 수 있도록 된 원통형 전기이온제거장치 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 실험실이나 발전용수 및 반도체와 정밀화학분야나 기타 의약품의 제조시 사용되는 물은 불순물을 포함하지 않는 순수한 물을 사용하며, 이러한 순수를 얻기 위하여 유체 속에 포함되어 있는 이온이나 염의 성분을 분리하는 장치로서 전기투석장치와 전기이온제거장치 등이 있다.

상기한 전기투석장치는 이온교환막과 스페이서(spacer) 및 음이온 교환막을 1조로 셀페어(cell pair)를 구성하고, 이와 같은 셀페어들을 여러 개 연결하여 양극과 음극 사이에 설치하여 전기투석장치를 구성한다.

상기에서와 같은 통상의 전기이온 제거장치에 있어서의 작동원리는 도 6 및 도 7에서와 같은 원리로 작동한다.

즉 전기이온 제거장치에 적용되는 음이온교환막은 음이온만을 통과시키는 특성이 있고, 양이온교환막은 양이온만을 통과시키는 특성을 가지고 있으므로 이와 같은 특성을 이용하여 유체내의 이온성분을 분리하는 것이다.

예컨대, 도 6은 전기이온제거장치의 일실시예로서, 음이온교환막(221)과 양이온교환막(222)의 사이에 구성된 처리부스페이서(200)에 이온교환수지(240)를 충진하며, 상기 음이온교환막(221)과 양이온교환막(222)의 외측에 각각 대응하도록 또다른 양이온교환막(222)과 음이온교환막(221)을 각각 설치하여 농축부스페이서(210)를 형성하게 된다.

그리고, 도 7은 전기이온제거장치의 타실시예로서, 도 6과 기본적인 형성구조는 유사하며, 다만 농축부스페이서(210)에 이온교환수지(240) 또는 이와 유사한 특성의 전도성촉매(241)가 충진된 것에 차이점이 포함된다.

상기한 배열구조를 갖는 장치의 양측에 직류전기를 공급하기 위하여 양측에 전극을 형성시켜 준 다음 처리할 유체를 처리부스페이서(200)의 부분으로 유입하면, 이 유체중의 음이온은 도 8에서와 같은 양의전극(130)쪽으로 이동되며, 따라서 음이온교환막(221)을 통과하게 된다.

또한, 상기 음이온교환막(221)을 통과한 음이온은 양의전극(130)과의 사이에 설치된 양이온교환막(222)에 의하여 이동이 차단되어 농축부스페이서(210)에서 농축되는 것이다.

또한, 이 유체 등의 양이온은 도 8에서와 같은 음의전극(140)쪽으로 이동되며, 양이온만 통과되는 양이온교환막(222)을 통하여 이동하여 상기 음이온교환막(221)과 마찬가지로 타측의 농축부스페이서(210)에 농축되어 유입유체에 의해 혼합되어 폐액으로 배출되며, 이렇게 하여 처리부스페이서(200)의 유체는 이온이 제거되어 처리된 순수한 유체를 얻게 된다.

한편, 상기한 장치의 원리에 이온교환수지를 적용하여 효율을 높이고 처리순도를 높인 장치로서 도 8에서와 같은 전기 이온 제거장치가 널리 사용되고 있는데, 이는 상기 도 6,7과 같은 장치를 다수개 적층하여 구성한 것이다.

즉, 도 8에 의한 전기이온 제거장치는, 양이온교환막(222)과 음이온교환막(221)의 사이에 구성된 처리부스페이서(200)에 이온교환수지(240)를 충진하여 하나의 셀페어(cell pair)를 구성하고, 농축부스페이서(210)에는 스크린 스페이서(screen spacer)나 이온교환수지(240) 또는 이와 특성이 유사한 전도성촉매(241)를 충진한 스페이서를 적용하여 음의전극(140)과 양의전극(130)의 사이에 이를 여러 개 조립하여 셀 모듈을 구성한다.

이와 같은 전기투석장치와 전기이온 제거장치의 작동 원리에 있어서 유체의 흐름은 도 8에서와 같은 것으로 상호 유사하다.

그러나, 상기한 종래의 전기투석장치나 전기이온 제거장치는 평평한 판넬형태의 음이온교환막, 양이온교환막 등이 나란히 정렬된 형태로서 직사각형이나 정사각형과 같은 상자모양의 입형이나 평형의 형태를 이루고 있다.

또한, 유입 유체입구, 처리 유체출구, 농축부의 유체입구 및 출구, 전극부분의 유체 입구 및 출구 등 다수의 구성요소가 이온교환막, 스페이서, 덮개(cover plate) 및 지지덮개와 동일부분에 위치하게 되어 매우 복잡하며, 여러 개의 구멍들로 유체 출입구가 구성되어 있으며, 유체들의 혼합 및 누수를 방지하기 위하여 밀봉용으로 사용되는 부분이 스페이서와 이온교환막의 많은 부분을 점유하고 있는 문제점이 있었다.

따라서, 상기한 장치들에 실제 처리에 사용되는 이온교환막의 면적이 적으며, 유체와 외부와의 밀봉이 어려워 장치를 통과하는 액체의 압력에 의하여 유체의 외부로의 누출현상이 빈번하게 발생되며, 이로 인해 유체에 의한 누전사고의 발생이 우려됨은 물론 주변환경을 오염시키게 된다.

또한, 전기이온 제거장치는 셀 모듈을 구성하기 위해 두 전극과 이온교환수지를 충진하고 수지를 충진상태로 유지하기 위하여 스페이서의 양면에 양이온교환막과 음이온교환막을 접착제로 부착하기 때문에 하나의 모듈본체에 하나의 셀모듈이 붙어 있어 용량 증가시 모듈본체의 갯수가 늘어나고 교환시점에서 셀모듈과 모듈본체를 구분하여 교체할 수 없어 셀모듈과 모듈본체 전체를 교환해야하므로 각종 교체비용 등이 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 기존의 전기 이온 제거장치는 스페이서의 유로의 길이가 길고 유로상에 굴곡점이 많아 유체의 흐름을 방해하므로, 불순물의 정수에 따른 각종 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기이온제거장치를 원통형으로 형성함과 더불어 셀모듈의 유효공을 다수개의 형성함은 물론 스페이서의 유로를 나선형으로 형성하여 불순물의 정수에 따른 처리효율을 배가시킬 수 있도록 된 원통형 전기이온제거장치 모듈을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유체 속에 용해되어 있는 분순물을 이온교환막의 사이 또는 이온교환막의 상하면에 구성된 다수개의 스페이서를 이용하여 정수처리하는 전기이온제거장치 모듈을 구성함에 있어서, 모듈본체의 외부와 내부에 각각 철판 고정덮개와 플라스틱 고정덮개를 장착하여 원통형상으로 형성하되, 상기 철판 고정덮개의 내벽과 상기 플라스틱 고정덮개의 외벽에 각각의 전극덮개를 통해 양/음의전극을 설치하며, 상기 모듈본체에 장착된 절연강관을 통해 몸체를 이분할하여 처리부스페이서와 농축부스페이서가 수직 또는 수평으로 적층된 셀모듈을 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전기이온제거장치의 조립상태를 도시한 측단면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 처리부스페이서를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 농축부스페이서를 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 셀모듈의 공정 유체 흐름도, 도 5는 본 발명에 따른 절연강관의 측단면도로서, 유체 속에 용해되어 있는 분순물을 이온교환막(220)의 사이 또는 이온교환막의 상하면에 구성된 다수개의 스페이서(200,210)로 제거하여 정수처리하는 전기이온제거장치 모듈을 구성함에 있어서, 모듈본체(100)의 외부와 내부에 각각 철판 고정덮개(110)와 플라스틱 고정덮개(120)를 장착하여 원통형상으로 형성하되, 상기 철판 고정덮개(110)의 내벽과 상기 플라스틱 고정덮개(120)의 외벽에 각각의 전극덮개(111,121)를 통해 양/음의전극(130,140)을 설치하며, 상기 모듈본체(100)에 장착된 절연강관(270)을 통해 몸체를 이분할하여 처리부스페이서(200)와 농축부스페이서(210)가 수직 또는 수평으로 적층된 셀모듈(250)을 구성하다.

먼저, 본 발명은 모듈본체(100)의 내부공간이 절연강관(270)에 의해 이분할되어 처리부스페이서(200)와 농축부스페이서(210)가 구성된 것으로서, 본원발명의 도면부호 중 음이온교환막(221)과 양이온교환막(222)은 공지기술의 도면부호를 참조하여 설명함을 첨언한다.

여기서, 모듈본체(100)는, 도 1에서와 같이, 그 하우징의 외부와 내부에 각각 철판 고정덮개(110)와 플라스틱 양의전극덮개(111)와 플라스틱 고정덮개(120)와 플라스틱 음의전극덮개(121)가 각각 설치되어 원통형상을 형성한다.

또한, 모듈본체(100)는, 그 일측면에 처리유체출구(105)와 농축유체입구(102)와 농축유체출구(103)와 전극유체출구(104)와 전극연결부(131,141)를 포함한 각종 입구 및 출구가 장착되면서, 그 몸체에 유입유체입구(101)와 에어벤트(108)와 아이러그(109)와 같은 부대기구들이 장착된다.

또한, 모듈본체(100)는, 그 몸체의 중심부에 수평방향으로 따라 절연강관(270)이 장착되며, 이 절연강관(270)에 의해 상기 처리부스페이서(200)와 농축부스페이서(210)로 이분할되는 것이다.

또한, 모듈본체(100)의 재질로는 플라스틱이나 내부가 절연체로 코팅된 스틸계통을 사용함이 바람직하며, 그 내경이 100 ~ 1000mm 이내로 제조되며, 그 높이는 200 ~ 2000mm 이내로 제조함이 바람직하다.

또한, 플라스틱에 의해 성형된 전극덮개(111)와 전극덮개(121)의 내측으로는 각각 양의전극(130)과 음의전극(140)이 설치되며, 이 양의전극(130)과 음의전극(140)에는 각각의 전극연결부(131,141)가 형성된다.

또한, 양의전극(130)과 음의전극(140)의 내측에는 상기 농축부/처리부스페이서(210,200)와 이온교환막(220)과 이온교환수지(240)와 이와 유사한 특성을 갖는 전도성촉매(241)가 개재된다.

즉, 처리부스페이서(200)의 한쪽면에는 이온교환막(220)을 부착하고 그 내부에는 양이온교환수지 또는 음이온교환수지 또는 양이온교환수지와 음이온교환수지가 혼합된 이온교환수지(240)를 채운다.

또한, 농축부스페이서(210)의 아래부분 즉, 처리부스페이서(200)의 상부와 연결된 부분)에는 처리부스페이서(200)에 부착된 이온교환막(220)과 서로 다른 극성을 갖는 이온교환막을 부착한다.

즉, 처리부스페이서(200)에 음이온교환막(221)을 부착한 경우 농축부스페이서(210)에는 양이온교환막(222)을 부착하며, 상기 처리부스페이서(200)의 내부에 이온교환수지(양이온교환수지 또는 음이온교환수지 또는 양/음이온교환수지가 혼합된 이온교환수지(240)를 채운다.

또한, 농축부스페이서(210)의 내부에는 상기와 같이 양이온교환수지 또는 음이온교환수지 혹은 혼합수지나 이와 유사한 특성을 갖는 전도성촉매(241)를 입자형 또는 망사형(screen type)으로 형성하여 채운다.

이에 의해, 스페이서(200,210)의 내부에는 수직방향으로 원형판형태를 갖는 다수개의 이온교환막과 스페이서가 연속적으로 밀착 적층되는 것이다.

한편, 도 1에서와 같이 연속적으로 적층 설치되는 처리부스페이서(200)와 농축부스페이서(210)는 도 2와 도 3과 같은 평원판 형태로 형성된다.

이때, 도 2와 도 3의 스페이서는 폴리프로필렌과 같은 고분자폴리머나 전도성 폴리머들에 의해 만들어지며, 특히 이온교환막과 같은 재질인 경우 부착되는 이온교환막(220)과 한 몸체로 만들어 질 수도 있다.

도 2에서와 같이, 처리부스페이서(200)의 중심부에는 1개의 처리부 유체배출구(202)와 2개의 농축부 유체배출통로(204)가 구성되며, 그 외곽부분에는 2개의 처리부 유체유입구(201)와 2개의 농축수 유체유입통로(203)가 구성된다.

도 3에서와 같이, 농축부스페이서(210)의 중심부에는 2개의 농축부 유체배출구(212)와 1개의 처리부 유체배출통로(214)가 구성되며, 그 외곽부분에는 2개의 농축부 유체유입구(211)가 구성된다.

또한, 도 2와 도 3의 스페이서(200,210)는 불투과성을 갖는 나선상의 유로유도판(205,215)과 유체가 통과하는 다수개의 나선형 유체유로(206,216)가 각각 구성되어 유체의 흐름속도를 증대시킨다.

또한, 스페이서(200,210)의 외곽에 각각의 스페이서지지대(207,217)가 형성되어, 모듈본체(100)의 내부에서 수직 또는 수평방향으로 셀모듈(250)을 지지하여 별도의 구조물이 필요없게 되는 것이다.

또한, 스페이서(200,210)의 외곽에 전극수 이송고무호스(231)의 고정홈(209,209A)과 전원공급연결선 고무호스(142)의 고정홈(209B)을 형성하여 고무호 스(231,142)를 셀모듈(250)에 고정 시킨다.

또한, 스페이서(200,210)에 각각 형성된 상기 유로유도판(205,215)의 폭은 1mm이상이 바람직하며, 상기 유체유로(206,216)의 폭은 10~100mm 이내가 바람직하고, 상기 유체유로(206,216)의 길이는 150~1500mm 내외가 바람직하며, 상기 스페이서(200,210)의 크기는 직경이 150mm ~ 1500mm이면서 그 두께는 0.5 ~ 6mm 사이로 구성함이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 모듈의 조립상태는, 양의전극덮개(111)와 음의전극덮개(121)가 덮개오링(112)과 조임너트/볼트(106,107)로 체결됨으로 인해 모듈본체와 밀봉되어 유체가 유출되지 않는다.

또한, 철판 고정덮개(110)와 플라스틱 고정덮개(120)를 가로질러 셀모듈(250)의 처리유체출구(105)에 절연체로 코팅된 절연강관(270)을 설치하여 강관너트(271)로 고정하고, 상기 절연강관(270)과 양의전극덮개(111)와 음의전극덮개(121)의 교차 부분에 누수방지용 고무패킹(150)을 설치함으로 인해, 상기 처리유체출구 내의 유체가 완전 밀봉되어 상기 절연강관(270)의 금속재질 나사부분과 강관너트(271)로의 누수가 차단되고 통전이 방지된다.

또한, 플라스틱 고정덮개(120)의 중앙에는 누수방지마개(151)을 설치하여 외부 유체와 완전 밀봉함으로써, 상기 절연강관(270)의 금속재질 나사부분과 강관너트(271)로의 통전이 방지된다.

또한, 도 5에서와 같이, 절연강관(270)은 절연체 고팅층(272)을 포함하여 전체 직경이 10 ∼ 100mm의 범위이고, 그 길이가 200 ∼ 2000mm의 범위를 갖는다.

또한, 모듈본체(100)의 하부측에 전극수 이송고무호스(231)가 부착되어, 상기 양의 전극부스페이서(230)을 통과한 전극수가 물에 담긴 상태의 셀모듈(250) 일측에 위치한 음의 전극부스페이서(230')로 이송되고, 셀모듈(250)의 일측에 위치한 음의 전극부스페이서(230')를 통과한 음의전극 배출수를 셀모듈(100)의 외부로 배출되며, 이러한 이송고무호스(231)에 의해 교체시점에 셀모듈(250)만을 별도로 구분하여 분리가능하게 된다.

또한, 모듈본체(100)의 상부측에 물에 담긴 상태의 셀모듈(250) 일측에 위치한 음의전극(140)의 전원공급연결선(142)을 셀모듈(250) 외부로 설치하기 위해서 전원공급 연결선(142)이 끼워진 고무호스(143)를 물에 담긴 상태의 셀모듈(250) 외곽으로 부착하여, 이러한 고무호스(143)에 의해 교체시점에 셀모듈(250)만을 별도로 구분하여 분리가능하게 한다.

한편, 모듈본체(100)에 두 개의 셀모듈(250)을 장착하려는 경우, 상기 모듈본체(100)의 중앙에 플라스틱 버퍼블럭(280)을 삽입하고 양측에서 조임너트와 볼트, 절연강관(270)으로 압착하여 장치를 구성한다.

이때, 플라스틱 버퍼블럭(280)은 두 셀모듈(250)이 조임너트와 볼트에 의해 양측에서 압착될 때 셀모듈(250)이 압착완충 효과를 이룰 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 살펴본다.

먼저, 상기 모듈본체(100)의 유입유체입구(101)를 통해 유입된 유체가, 모듈본체(100)의 내부공간 좌/우에 설치된 양의전극(130)과 음의전극(140) 사이에 중복 배열 설치된 처리부스페이서(200)로 유입되게 된다.

즉, 처리부스페이서(200)에 유입된 유체는 도 2와 도 4에서와 같은 처리부스페이서(200)의 외곽에 위치한 2개의 처리부 유체유입구(201)로 유입된 다음 처리부유로유도판(205)을 따라 이온교환수지(240)의 충진층을 통과하여 처리부 유체유로(206)를 거쳐 처리부 유체배출구(202)로 배출된다.

또한, 농축수는 철판 고정덮개(110)에 설치된 농축유체입구(102)를 통해 유입되어 모듈본체(100)의 내부공간 좌/우에 설치된 양의전극(130)과 음의전극(140) 사이에 중복 배열 설치된 농축부스페이서(210)로 유입되게 된다.

즉, 농축부스페이서(210)에 유입된 유체는 도 3과 도 4에서와 같은 농축부스페이서(210)의 외곽에 위치한 2개의 농축부 유체유입구(211)로 유입되어 농축부유로유도판(215)을 따라 이온교환수지(240)나 전도성촉매(241)를 통과하여 농축부 유체유로(216)를 거쳐 농축부 유체배출구(212)로 배출된다.

이때, 전극(130,140)은 플라스틱 양의전극덮개(111)과 음의전극덮개(121)의 내측에 부착되어 있고, 이 전극과 접하여 망사형의 전극부스페이서(230)가 구성된 상태이므로, 상기 전극부스페이서(230)를 통해 유입 농축수의 일부가 유입되어 전극표면을 따라 흐르고 양의전극덮개(111)의 일측에 위치한 전극유체출구(104)를 통해 외부로 배출된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 원통형 전기이온제거장치 모듈에 의하면 다음과 같은 장점을 갖는다.

첫째; 기존장치 형태의 모듈은 외부의 압력을 견딜 수 있는 용기 부착이 어렵고, 부착시 사각형 상자형태의 용기는 구조적으로 압력에 약하기 때문에 효율적이지 못하다. 그렇기 때문에 기존의 전기투석장치나 전기이온 제거장치는 외부에 압력용 용기를 두지 않는다.

그러나, 본 발명에서는 원통형 압력용기의 형태로 구성되기 때문에 배관 파이프를 이용하거나 플라스틱 사출품을 이용하기 때문에 쉽게 압력용기[모듈본체(100)]을 제작할 수 있어 외부로의 누수현상이 없으며, 모듈분해, 조립작업이 용이하다.

둘째; 기존의 장치들은 압력용기 적용이 어렵기 때문에 본 발명과 같이 외부에서 직접 셀모듈(cell module)에 공급하지 못하고, 셀모듈에 구성된 유체 유입구를 통해 유체를 공급하기 때문에 유체가 스페이서를 통과할 때 압력이 과도하게 걸리게 되면 외부로 유체가 누출되어 주변의 청결을 유지하기 어렵고 이 유출 액체를 처리하기 위하여 유체받이 통이 별도로 필요하게 된다.

그러나 본 발명에서는 압력용기 내부로 유체를 유입하여 압력용기 내부에서 직접 처리부 스페이서(200)로 공급하기 때문에 유체의 누출이 없어 별도의 유체받이 통이 불필요하며, 유체 유입압력을 기존의 사각형 모듈보다 상승시켜 운전 할 수 있다.

셋째; 기존의 전기투석장치나 기존의 원통형 전기이온 장치의 경우 스페이서의 유로의 길이가 길고 유로상에 굴곡점이 많아 유체의 흐름을 방해하는 문제점이 있었으나, 내부 스페이서의 유로를 나선형으로 하여 유로의 굴곡을 최소화 시키고 구조를 단순하게 하여 유로의 방해를 최소화 시켰다.

넷째; 전기투석장치나 기존의 원통형 전기이온 장치의 경우 스페이서의 외경이 작아 하나의 스페이서에 1개의 유로가 구비되어 단위 스페이서당 처리유량이 매우 적었으나, 본 발명에서는 하나의 스페이서에 2개 이상의 나선형 유로를 형성시켜 단위 스페이서의 처리유량을 증가 시켰다.

다섯째: 기존 장치에서는 농축유체 입구와 전극유체 입구가 각각 분리되어 배관 구성이 복잡하지만 본 발명에서는 전극부 유입유체는 용기 내부에서 분배되기 때문에 전극유체 출구만 필요하므로 장치 및 배관이 간단하다.

여섯째: 기존의 전기이온제거장치에서는 하나의 모듈본체에 하나의 셀모듈이 붙어있어 보수시점에서 셀모듈(250)과 모듈본체(100)를 구분하여 교체할 수 없어 셀모듈(250)과 모듈본체(100) 전체를 교체해야 하지만 철판 고정덮개(110)와 플라스틱 고정덮개(120)을 가로질러 셀모듈(250)의 처리유체출구(105)에 절연체로 코팅된 절연강관(270)을 설치하여 셀모듈(250)과 모듈본체(100)를 두 몸체로 구분하여 교체시점에 셀모듈(250)만을 별도로 구분하여 분리가능하게 하였다.

일곱째: 양의 전극부스페이서(230)을 통과한 전극수가 물에 담긴 상태의 셀모듈(250) 일측에 위치한 음의 전극부스페이서(230')로 이송되고, 셀모듈(250) 일측에 위치한 음의 전극부스페이서(230')를 통과한 음의전극 배출수를 셀모듈(250)의 외부로 배출 하기 위해서 물에 담긴 상태의 셀모듈(250) 외곽으로 전극수 이송고무호스(231)를 부착하여 교체시점에 셀모듈(250)만을 별도로 구분하여 분리가능 하게 하였다.

여덟째: 물에 담긴 상태의 셀모듈(250) 일측에 위치한 음의전극(140)의 전원공급 연결선(142)을 셀모듈(250) 외부로 설치하기 위해서 전원공급 연결선(142)이 끼워진 고무호스(143)를 물에 담긴 상태의 셀모듈(250) 외곽으로 부착하여 교체시점에 셀모듈(250)만을 별도로 구분하여 분리가능 하게 하였다.

아홉째: 기존의 전기이온제거장치에서는 하나의 모듈본체에 하나의 셀모듈이 붙어있어 용량 증가시 모듈본체의 갯수가 늘어나지만, 본 발명에서는 하나의 모듈본체(100)에 두개의 셀 모듈(250)을 장착 할 수 있어 그 처리효과를 배가시켰다.

상기에서와 같이 본 발명에서는 기존의 전기투석장치나 전기이온제거장치와는 형태와 구성이 새로운 고효율 원통형의 전기탈이온장치 모듈이다.

Claims (14)

1. 유체 속에 용해되어 있는 분순물을 이온교환막(220)의 사이 또는 이온교환막의 상하면에 구성된 다수개의 스페이서(200,210)으로 제거하여 정수처리하는 전기이온제거장치 모듈을 구성함에 있어서,

   모듈본체(100)의 외부와 내부에 각각 철판 고정덮개(110)와 플라스틱 고정덮개(120)를 장착하여 원통형상으로 형성하되, 상기 철판 고정덮개(110)의 내벽과 상기 플라스틱 고정덮개(120)의 외벽에 각각의 전극덮개(111,121)를 통해 양/음의전극(130,140)을 설치하며, 상기 모듈본체(100)에 장착된 절연강관(270)을 통해 몸체를 이분할하여 처리부스페이서(200)와 농축부스페이서(210)가 수직 또는 수평으로 적층된 셀모듈(250)을 구성한 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
2. 제 1항에 있어서, 상기 처리부스페이서(200)는,

   그 내부에 유체의 흐름속도를 증대시키는 다수개의 나선형의 유로유도판(205)과 유체유로(206)가 형성되면서, 그 중심부에 처리부 유체배출구(202)와 농축부 유체배출통로(204)가 구성되며, 그 외곽에 처리부 유체유입구(201)와 농축부 유체유입통로(203)가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 농축부스페이서(210)는,

   그 내부에 유체의 흐름속도를 증대시키는 다수개의 나선형의 유로유도판(215)과 다수개의 유체유로(216)가 형성되면서, 그 중심부에 농축부 유체배출구(212)와 처리부 유체배출통로(214)가 구성되며, 그 외곽에 농축부 유체유입구(211)가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
4. 제 1항에 있어서, 상기 농축부스페이서(210)는,

   그 내부공간에 양이온교환수지 또는 음이온교환수지 또는 전도성촉매 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 충진된 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
5. 제 1항에 있어서, 상기 처리부스페이서(200)는,

   그 내부공간에 양이온교환수지 또는 음이온교환수지 또는 전도성촉매 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 충진된 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
6. 제 1항에 있어서, 상기 이온교환막(220)은,

   상기 처리부스페이서(200)와 농축부스페이서(210)의 사이 또는 상/하면에 개재되며, 상기 처리/농축부스페이서(200,210)의 사이에 구성된 이온교환막과 상기 농축부스페이서(210)의 하면에 구성된 이온교환막의 극성이 상이한 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
7. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서(200,210)는,

   그 재질이 폴리프로필렌을 포함하는 고분자 폴리머나 전도성폴리머 중 어느하나인 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
8. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서(200,210)는,

   그 재질이 상기 이온교환막(220)과 같은 재질인 경우 상기 이온교환막(220)과 한 몸체로 제조되는 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 처리부스페이서(200)는,

   그 둘레면에 상기 셀모듈들을 수평 또는 수직으로 지지하는 다수개의 스페이서지지대(207)가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
10. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 농축부스페이서(210)는,

    그 둘레면에 상기 셀모듈들을 수평 또는 수직으로 지지하는 다수개의 스페이서지지대(217)가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
11. 제 1항에 있어서, 상기 플라스틱 고정덮개(120)는,

    그 중앙에 상기 절연강관(270)의 통전을 방지하는 누수방지마개(151)가 설치된 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
12. 제 1항에 있어서, 상기 양/음의전극(130,140)은,

    그 내측면에 농축수의 일부가 유입되는 각각의 전극부스페이서(230,230')가 접하도록 구성되어, 상기 양의전극(130)의 스페이서로 유입되는 농축수가 상기 양의전극(130)의 표면을 따라 흐른 후 상기 음의 전극부스페이서(230')로 다시 유입되어 상기 음의전극(130)의 표면을 따라 흐른 후 배출됨을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.
13. 삭제
14. 제 1항에 있어서, 상기 모듈본체(100)는,

    그 몸체에 상기 음의전극(140)의 전원공급연결선(142)을 셀모듈의 외부로 설치하기 위한 고무호스(143)가 구성된 것을 특징으로 하는 원통형 전기이온제거장치 모듈.

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