KR100769257B1

KR100769257B1 - 서로 다른 전극부셀 구조를 갖는 전기막이온제거장치

Info

Publication number: KR100769257B1
Application number: KR1020060073287A
Authority: KR
Inventors: 이창소
Original assignee: 한국정수공업 주식회사
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2007-10-23

Abstract

본 발명은 유체중에 용해되어 있는 이온성분을 제거하는 전기막이온제거장치에 관한 것으로; 양전극(130)과 음전극(140)의 사이공간에 다수개의 농축수셀(262)과 처리수셀(261)을 연속적으로 구성하고, 상기 농축수셀(262)과 처리수셀(261)에 각각의 이온교환수지(240)를 충진한 셀페어부와; 상기 양전극(130)의 표면에 플라스틱망사를 충진한 양전극부셀(231)을 구성하면서, 상기 음전극(140)의 표면에 이온교환수지를 충진한 음전극부셀(232)을 구성하여 전원을 공급하는 전원공급부 및; 상기 음전극부셀(232)에 원수유입관로(280)가 구성되면서, 상기 양전극부셀(231)에 상기 음전극부셀(232)과 상기 농축수셀(262)을 통과한 전극수 및 농축수의 혼합관로(290)가 구성된 혼합부로 이루어져; 상기 음전극부셀(232)을 통과하는 전극수와 상기 농축수셀(262)을 통과하는 농축수가 혼합되어 상기 양전극부셀(231)의 배출관로를 통해 배출되도록 함으로써 전기막이온제거장치의 효율을 높임은 물론 전극부셀의 오염이 방지되도록 한 것이다.

전기막이온제거장치, 전극부셀, 이온교환수지, 농축수셀, 플라스틱망사

Description

서로 다른 전극부셀 구조를 갖는 전기막이온제거장치 {Electrodeionization apparatus with another electrode cell}

도 1은 본 발명에 따른 전기막이온제거장치의 유체흐름을 전체적으로 도시한 개략도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 전기막이온제거장치의 유체흐름을 전체적으로 도시한 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 전기막이온제거장치

120 : 본체부 130,140 : 양/음전극

221,222 : 양/음이온교환막 231,232 : 양/음전극부셀

240 : 이온교환수지 250 : 플라스틱망사

261 : 처리수셀 262 : 농축수셀

280 : 원수유입관로 290 : 혼합관로

본 발명은 유체중에 용해되어 있는 이온성분을 제거하는 전기막이온제거장치에 관한 것으로, 특히 전기막이온제거장치에 유입된 유입수가 농축수셀과 음전극부셀을 통과한 후 혼합된 상태에서 양전극부셀을 통해 배출되도록 한 서로 다른 전기막이온제거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 도 2에서와 같이, 전기막이온제거장치(110)는, 음전극(140)과 양전극(130)의 사이공간에 전극부셀을 포함한 농축수셀(262)과 처리수셀(261)을 순차적으로 조립하여 셀모듈을 구성하고, 상기 농축수셀(262)과 처리수셀(161)에 각각의 이온교환수지(240)를 충진한 것으로서, 이 전기막이온제거장치는 유체속에 용해되어 있는 나트륨이나 염소이온 성분 등과 같은 불순물을 제거하여 순수나 초순수를 제조하는 기능을 수행한다.

따라서, 전기막이온제거장치(110)는, 상기 양전극(130)과 음전극(140)의 전극부셀에 각각의 플라스틱망사를 충진하여 양전극부셀(231)과 음전극부셀(232)을 통과한 농축수를 전극수로 이용하며, 특히 양전극부셀(231)을 먼저 통과한 농축수가 전극수유도튜브(270)를 통해 음전극부셀(232)을 통과하여 배출되고 나머지의 농축수는 별도로 분리 배출되는 것이다.

그런데, 전기막이온제거장치(110)는, 상기 양전극부셀(231)을 통과한 전극수가 전극수유도튜브(270)와 음전극부셀(232)을 통과하면서 배출되는 구조이므로, 전 극수의 배출유로가 너무 길어서 전극수 통과시 형성되는 차압에 의해 유량이 적게 흘러 전극에 스케일 오염 등이 발생한다.

더욱이, 전기막이온제거장치(110)는, 상기 양/음전극(130,140)에서 발생하는 가스가 원활하게 배출되지 못하는 경우 전압강하 등과 같은 설비이상이 발생될 우려가 있을 뿐만 아니라 상기 양/음전극(130,140)과 인접하는 이온교환막의 손상 및 오염을 초래하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기막이온제거장치에 유입된 유입수가 농축수셀과 음전극부셀을 통과한 후 혼합되어 양전극부셀을 통해 배출되도록 하여 장치의 효율을 높임은 물론 전극부셀의 오염을 방지시킬 수 있도록 한 서로 다른 전극부셀 구조를 갖는 전기막이온제거장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양전극과 음전극의 사이공간에 다수개의 농축수셀과 처리수셀을 연속적으로 구성하고, 상기 농축수셀과 처리수셀에 각각의 이온교환수지를 충진한 셀페어부와; 상기 양전극의 표면에 플라스틱망사를 충진한 양전극부셀을 구성하면서, 상기 음전극의 표면에 이온교환수지를 충진한 음전극부셀을 구성하여 전원을 공급하는 전원공급부 및; 상기 음전극부셀에 원수유입관로가 구성되면서, 상기 양전극부셀에 상기 음전극부셀과 상기 농축수셀을 통과한 전극수 및 농축수의 혼합관로가 구성된 혼합부로 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1에서와 같이, 양전극(130)과 음전극(140)의 사이공간에 다수개의 농축수셀(262)과 처리수셀(261)을 연속적으로 구성하고, 상기 농축수셀(262)과 처리수셀(261)에 각각의 이온교환수지(240)를 충진한 셀페어부와; 상기 양전극(130)의 표면에 플라스틱망사를 충진한 양전극부셀(231)을 구성하면서, 상기 음전극(140)의 표면에 이온교환수지를 충진한 음전극부셀(232)을 구성하여 전원을 공급하는 전원공급부 및; 상기 음전극부셀(232)에 원수유입관로(280)가 구성되면서, 상기 양전극부셀(231)에 상기 음전극부셀(232)과 상기 농축수셀(262)을 통과한 전극수 및 농축수의 혼합관로(290)가 구성된 혼합부로 이루어져; 상기 양전극부셀(231)을 통과하는 전극수가 배출관로를 통해 바로 배출되는 반면, 상기 음전극부셀(232)을 통과하는 전극수와 상기 농축수셀(262)을 통과하는 농축수가 혼합되어 상기 양전극부셀(231)의 배출관로를 통해 배출되는 구성이다.

먼저, 전기막이온제거장치(110)는, 유입수와 농축수가 각각 유입되는 유입관로 및 처리수와 농축수가 각각 배출되는 배출관로가 형성된 본체부(120)와, 이 본체부(120)에 수용되면서 유체 중에 포함된 각종 불순물을 제거하는 셀페어부와, 이 셀페어부에 필요한 전기를 공급하는 전원공급부 및, 상기 셀페어부와 전원공급부의 작동과정에서 발생하는 전극수 및 농축수를 혼합하여 양전극부셀을 통해 배출하는 혼합부로 이루어진다.

여기서, 셀페어부는, 본체부(120)의 수용공간에 배치되어 유체 중에 포함된 각종 불순물을 제거하는 것으로서, 본원출원인에 의해 선출원되어 등록된 국내특허(10-356235호)의 공지기술과 유사하여 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 전원공급부는, 셀페어부를 포함한 장치의 작동에 필요한 전원을 공급하는 것으로서, 상기 셀페어부의 상부측와 하부측에 각각 배치된 양전극(130)과 음전극(140)과, 상기 양전극(130)의 통전면에 구성되면서 플라스틱망사를 충진한 양전극부셀(231) 및, 상기 음전극(140)의 통전면에 구성되면서 이온교환수지가 충진된 음전극부셀(232)로 구성된다.

또한, 상기 양전극부셀(231)은 그 인접하는 이온교환막이 음이온교막(222)으로 구성하면서, 상기 음전극부셀(232)은 그 인접하는 이온교환막이 양이온교막(221)으로 구성함이 바람직하다.

또한, 양전극부셀(231)에 전기가 잘 흐르고 전극수가 통과될 수 있도록 플라스틱망사를 충진한 이유는 양전극(130)에서는 물이 전기분해되어 산소가 발생하며 수소이온이 생성되어 산성을 나타내기 때문이다.

즉, 염소이온이 있는 경우 염소가스가 발생되어 산화성 물질인 NaOCl 등이 생성되어 인접한 이온교환막을 손상을 주어 수명을 단축시키므로, 양전극부셀(231)에 산화에 의한 손상을 입지 않는 플라스틱망사를 충진한 것이다.

반면, 음전극부셀(232)에 통상의 이온교환수지를 충진한 이유는 상기 음전극(140)의 표면에 상기한 양전극(130)과는 달리 물이 분해되어 수소가스를 발생하 며 수산이온(OH)이 생성되기 때문이다.

즉, 음전극부셀(232)에 통상의 이온교환수지를 사용하여도 손상을 입지 않으면서도 전기가 잘 통할 수 있기 때문이다.

한편, 상기 전극부셀(231,232)과 인접하여 위치하는 이온교환막(222,221)의 종류는 전기이온교환제거장치의 설계조건에 따라 선택되어 부착된다.

그리고, 혼합부는, 상기 음전극부셀(230)을 통과하는 전극수와 상기 농축수셀(262)을 통과하는 농축수를 혼합하여 양전극부셀(231)을 통해 배출하기 위한 것으로서, 상기 음전극부셀(232)에 원수를 공급하기 위한 원수유입관로(280)와, 상기 음전극부셀(232)을 통과하는 전극수와 상기 농축수셀(262)을 통과하는 농축수를 홉합하기 위한 혼합관로(290)가 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 서로 다른 전극부셀 구조를 갖는 전기막이온제거장치는 다음과 같은 장점을 갖는다.

첫째, 종래의 장치는 양전극부셀을 통과한 전극수가 음전극부셀로 가기 위한 유로가 요구되어 전극수가 통과하기 위한 별도의 전극수유도튜브(270)와 음전극부셀을 통과한 전극수가 배출되기 위한 별도의 작은관이 있었으나 본 발명의 장치는 이러한 배관이 필요없어 배관이 간단하다.

둘째, 양전극부셀을 통과한 전극수는 양극에서 전기분해되어 산소가 발생하며, 염소이온이 있는 경우 염소 가스가 생성되어 이를 함유한 전극수가 음극셀로 유입되어 통과함으로 음극셀에 부착된 이온교환 막의 손상을 가져온다.

그러나, 본 발명의 장치는 음전극부셀을 통과한 전극수가 농축수와 혼합되어 양전극부셀로 유입 통과함으로 음전극부셀에 부착된 이온교환막의 손상을 방지할 수 있어 장치성능과 효율을 높인다.

셋째, 종래의 장치는 전극수 통과 유로의 길이가 길어 차압이 많이 형성되어 전극수가 원활하게 흐르지 못하여 전극부셀에서 유속이 낮아 전극에 스케일 오염이 발생하였다.

그러나, 본 발명의 장치는 전극수가 통과되는 유로가 짧아 충분한 유량이 전극부셀을 통과하며, 유속이 높아서 스케일 오염이 일어나지 않아 전극과 인접한 이온교환막의 손상을 방지하여 장치의 수명과 성능을 극대화시킬 수 있다.

Claims

양전극(130)과 음전극(140)의 사이공간에 다수개의 농축수셀(262)과 처리수셀(261)을 연속적으로 구성하고, 상기 농축수셀(262)과 처리수셀(261)에 각각의 이온교환수지(240)를 충진한 셀페어부와;

상기 양전극(130)의 표면에 플라스틱망사를 충진한 양전극부셀(231)을 구성하면서, 상기 음전극(140)의 표면에 이온교환수지를 충진한 음전극부셀(232)을 구성하여 전원을 공급하는 전원공급부 및;

상기 음전극부셀(232)에 원수유입관로(280)가 구성되면서, 상기 양전극부셀(231)에 상기 음전극부셀(232)과 상기 농축수셀(262)을 통과한 전극수 및 농축수의 혼합관로(290)가 구성된 혼합부; 로 이루어져;

상기 양전극부셀(231)을 통과하는 전극수가 배출관로를 통해 바로 배출되는 반면, 상기 음전극부셀(232)을 통과하는 전극수와 상기 농축수셀(262)을 통과하는 농축수가 혼합되어 상기 양전극부셀(231)의 배출관로를 통해 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 서로 다른 전극부셀 구조를 갖는 전기막이온제거장치.
제 1항에 있어서, 상기 양전극부셀(231)은,

그 인접하는 이온교환막이 음이온교막(222)인 것을 특징으로 하는 서로 다른 전극부셀 구조를 갖는 전기막이온제거 장치.
제 1항에 있어서, 상기 음전극부셀(232)은,

그 인접하는 이온교환막이 양이온교막(221)인 것을 특징으로 하는 서로 다른 전극부셀 구조를 갖는 전기막이온제거장치.