KR101131201B1 - Gasket assembly for electrodeionization - Google Patents
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Abstract
가스켓 내부 유로의 구조를 개선하여 유로의 사구간을 감소시키고, 용수와 이온교환수지의 접촉시간을 증가시키는 동시에 가스켓 내부의 이온교환수지의 독립적인 배열을 통해 이온교환 성능을 향상시키는 전기탈이온용 가스켓 조립체가 개시된다. 본 발명의 전기탈이온용 가스켓 조립체는, 용수(用水)의 유입부 및 유출부가 형성되는 가스켓 몸체와, 가스켓 몸체에 형성되고 유입부와 유출부 사이에 창자(Intestine) 또는 지그재그(Zigzag) 모양의 유로를 가지며 유로 상에 이온교환물질이 충진되는 유로형성부와, 유로를 복수의 영역으로 구획하도록 유로형성부에 적어도 하나 구비되며 용수가 통과하도록 관통홀이 적어도 하나 형성되는 분리부재와, 관통홀을 덮도록 분리부재에 구비되며 분리부재를 경계로 서로 다른 유로 영역 간에 이온교환물질의 이동을 차단하는 차폐부재를 포함할 수 있다.Improves the structure of the inner gasket to reduce the cross section of the channel, increases the contact time between the water and the ion exchange resin, and improves ion exchange performance through the independent arrangement of the ion exchange resin inside the gasket. A gasket assembly is disclosed. The gasket assembly for electric deionization of the present invention includes a gasket body in which an inlet and an outlet of water are formed, and an intestine or zigzag shape formed in the gasket body and between the inlet and the outlet. A flow passage forming portion having a flow passage and filled with ion exchange material on the flow passage, at least one flow passage forming portion for dividing the flow passage into a plurality of regions, and a separation member having at least one through hole through which water flows; It may be provided in the separation member to cover the shielding member for blocking the movement of the ion exchange material between the different flow path region with respect to the separation member.
전기탈이온(ELECTRODEIONIZATION), 가스켓(GASKET), 이온교환수지, 메쉬(MESH), 창자(INTESTINE) ELECTRODEIONIZATION, Gasket, Ion Exchange Resin, Mesh (MESH), Intestine (INTESTINE)
Description
본 발명은 전기탈이온 공정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기탈이온 공정을 위한 전기탈이온 장치에 사용되는 가스켓 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to an electrodeionization process, and more particularly, to a gasket assembly for use in an electrodeionization apparatus for an electrodeionization process.
일반적으로, 전기탈이온(Electrodeionization, EDI) 공정은 이온교환막과 이온교환수지가 충진된 가스켓에 전류를 인가하여 이온을 제거하는 초순수 제조 공정으로서, 이온교환막의 이온교환성능과 이온교환수지의 흡탈착을 통한 이온 제거 및 충진된 수지가 전류 이동을 원활하게 하여 에너지 소비를 절감하는 장점을 가지고 있다.In general, an electrodeionization (EDI) process is an ultrapure water production process that removes ions by applying a current to a gasket filled with an ion exchange membrane and an ion exchange resin, and performs ion exchange performance of the ion exchange membrane and adsorption and desorption of the ion exchange resin. Ion removal and filled resin through has the advantage of reducing energy consumption by smoothing the current transfer.
이러한 전기탈이온 공정을 위한 전기탈이온 장치는 가스켓을 포함한다. 종래의 전기탈이온용 가스켓은 내부에 용수가 흐르도록 유로가 형성되고, 유로에는 이온교환수지가 충진된다. 여기서, 이온교환수지에는 양이온 교환이 가능한 양이온교환수지와, 음이온 교환이 가능한 음이온교환수지가 있다. 그러나, 종래의 전기탈이온용 가스켓은 가스켓에 형성된 유로의 구조가 단순하여 유로의 사구간(dead space)이 넓고, 용수와 이온교환수지의 접촉시간이 짧아 이온교환 성능이 저하되는 단점을 가지고 있다. An electrical deionization device for such an electrical deionization process includes a gasket. In the conventional electrodeionization gasket, a flow path is formed so that water flows therein, and the flow path is filled with ion exchange resin. Here, the ion exchange resin includes a cation exchange resin capable of cation exchange and an anion exchange resin capable of anion exchange. However, the conventional electrical deionization gasket has a disadvantage that the structure of the flow path formed in the gasket is simple, so that the dead space of the flow path is wide, and the contact time between the water and the ion exchange resin is short, thereby deteriorating ion exchange performance. .
한편, 미국특허 US 6,241,867 B1에는 가스켓 내의 유로를 창자(Intestine) 모양으로 형성하여 유로의 사구간을 감소시키고 용수와 이온교환수지의 접촉시간을 증가시킴으로써 이온교환 성능을 보다 향상시키는 전기탈이온용 가스켓이 개시되어 있다. 그러나, 개시된 종래의 전기탈이온용 가스켓은 이온교환수지들 사이에 특별한 분리구조가 없기 때문에 서로 다른 이온교환수지들끼리 섞임으로 인해 이온교환 효율이 떨어지는 문제가 발생한다.On the other hand, US Patent No. 6,241,867 B1 has an intestine shape of the flow path in the gasket to reduce the cross section of the flow path and increase the contact time between the water and the ion exchange resin to further improve the ion exchange performance gaskets Is disclosed. However, the disclosed conventional electrodeionization gasket does not have a special separation structure between ion exchange resins, so that the ion exchange efficiency decreases due to mixing of different ion exchange resins.
한편, 미국특허 US 6,248,226 B1에는 가스켓의 내부 유로 상에 관통홀을 가지는 분리대를 구비함으로써, 서로 다른 이온교환수지가 분리대에 의해 섞이지 않은 상태로 충진될 수 있도록 하는 전기탈이온용 가스켓이 개시되어 있다. 그러나, 개시된 종래의 전기탈이온용 가스켓의 경우, 관통홀의 크기는 이온교환수지의 입자 직경보다 작아야 하므로 용수의 흐름을 저해하게 되고, 또한, 이온교환수지가 관통홀을 막아 용수의 흐름을 저해하는 문제가 있다.Meanwhile, US Pat. No. 6,248,226 B1 discloses an electric deionization gasket having a separator having a through hole on an inner flow path of a gasket, so that different ion exchange resins can be filled in an unmixed state by the separator. . However, in the case of the conventional gasket for electric deionization, the size of the through hole must be smaller than the particle diameter of the ion exchange resin, thereby inhibiting the flow of water, and also preventing the flow of water by blocking the through hole. there is a problem.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가스켓 내부 유로의 구조를 개선하여 유로의 사구간을 감소시키고, 용수와 이온교환수지의 접촉시간을 증가시키는 동시에 가스켓 내부의 이온교환수지의 독립적인 배열을 통해 이온교환 성능을 향상시키는 전기탈이온용 가스켓 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by improving the structure of the inner gasket to reduce the cross section of the flow path, increase the contact time between the water and the ion exchange resin and at the same time of the ion exchange resin inside the gasket It is an object of the present invention to provide a gasket assembly for electric deionization that improves ion exchange performance through an independent arrangement.
본 발명의 다른 목적은 이온교환수지가 유로를 복수의 영역으로 구획하는 분리부재의 관통홀을 막지 않도록 하여 용수의 흐름을 저해하지 않으면서 이온교환수지가 관통홀을 통해 다른 유로 영역으로 이동하는 것을 차단할 수 있는 전기탈이온용 가스켓 조립체를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to prevent the ion exchange resin from blocking the through-holes of the separating member that divides the flow path into a plurality of areas so that the ion-exchange resin moves to the other flow path area through the through-holes without inhibiting the flow of water. It is to provide a gasket assembly for the electrical deionization that can be blocked.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기탈이온용 가스켓 조립체는, 용수(用水)의 유입부 및 유출부가 형성되는 가스켓 몸체, 상기 가스켓 몸체에 형성되고 상기 유입부와 상기 유출부 사이에 창자(Intestine) 또는 지그재그(Zigzag) 모양의 유로를 가지며 상기 유로 상에 이온교환물질이 충진되는 유로형성부, 상기 유로를 복수의 영역으로 구획하도록 상기 유로형성부에 적어도 하나 구비되며 상기 용수가 통과하도록 관통홀이 적어도 하나 형성되는 분리부재, 및 상기 관통홀을 덮도록 상기 분리부재에 구비되며 상기 분리부재를 경계로 서로 다른 유로 영역 간에 상기 이온교환물질의 이동을 차단하는 차폐부재를 포함할 수 있다.Gasket assembly for an electric deionization according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the gasket body is formed in the inlet and outlet of water, the gasket body is formed in the inlet and the outlet At least one flow path forming unit having an intestine or zigzag-shaped flow path therebetween and filled with ion exchange material on the flow path, and at least one flow path forming unit for partitioning the flow path into a plurality of regions, A separation member having at least one through hole formed therethrough, and a shielding member provided at the separation member so as to cover the through hole and blocking movement of the ion exchange material between different flow path regions bordering the separation member. can do.
여기서, 상기 차폐부재는 망상 직물과 같은 메쉬(mesh)인 것이 바람직하다.Here, the shielding member is preferably a mesh (mesh), such as a mesh fabric.
상기 메쉬에 형성되는 메쉬홀의 직경은 상기 이온교환물질의 직경보다 작게 형성되고, 상기 관통홀의 직경은 상기 이온교환물질의 직경보다 크게 형성될 수 있다.The diameter of the mesh hole formed in the mesh may be smaller than the diameter of the ion exchange material, and the diameter of the through hole may be larger than the diameter of the ion exchange material.
상기 이온교환물질은 이온교환수지인 것이 바람직하다.The ion exchange material is preferably an ion exchange resin.
상기 이온교환수지는 양이온 교환이 가능한 양이온교환수지, 음이온 교환이 가능한 음이온교환수지, 그리고 상기 양이온교환수지와 상기 음이온교환수지를 혼합한 혼합수지 형태로 충진될 수 있다.The ion exchange resin may be filled with a cation exchange resin capable of cation exchange, an anion exchange resin capable of anion exchange, and a mixed resin in which the cation exchange resin and the anion exchange resin are mixed.
상기 분리부재에 의해 구획되는 각각의 유로 영역에는 서로 다른 상기 이온교환수지가 각각 충진될 수 있다.Each of the flow path regions partitioned by the separation member may be filled with different ion exchange resins.
여기서, 상기 분리부재에 의해 구획되는 복수의 유로 영역 중 상기 유출부측에 인접한 유로 영역에는 상기 혼합수지가 충진되는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the mixed resin is filled in the flow path region adjacent to the outlet side among the plurality of flow path regions partitioned by the separating member.
상기 분리부재는 복수의 영역으로 구획되는 상기 유로의 경계 부위에 좌우 교번적으로 위치하는 것이 바람직하다.Preferably, the separating member is alternately positioned left and right at a boundary portion of the flow path partitioned into a plurality of regions.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
상기한 바와 같은 본 발명의 전기탈이온용 가스켓 조립체는 가스켓 내에 창자(Intestine) 또는 지그재그(Zigzag) 모양의 유로를 형성하여 유로의 사구간을 감소시키고 용수와 이온교환물질의 접촉시간을 증가시켜 이온교환 성능을 향상시킬 수 있다. In the gasket assembly of the present invention as described above, an intestine or zigzag-shaped flow path is formed in the gasket to reduce the cross section of the flow path and increase the contact time between the water and the ion exchange material. Improved exchange performance.
또한, 분리부재를 통해 유로를 복수의 독립된 영역으로 분리함으로써, 각각의 유로 영역에 서로 다른 이온교환수지를 독립적으로 충진할 수 있고, 서로 다른 이온교환수지간의 섞임을 방지함으로써 이온교환 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 다양한 비율로 이온교환수지를 충진할 수 있으므로 그에 따른 이온교환 성능 변화를 확인할 수 있다. In addition, by separating the flow path into a plurality of independent regions through the separating member, it is possible to independently fill different flow paths in each flow path region, and to improve the ion exchange performance by preventing mixing between different ion exchange resins. In addition, since the ion exchange resin can be filled in various ratios, the resulting ion exchange performance can be confirmed.
또한, 분리부재에 형성된 관통홀을 덮도록 메쉬를 구비하되, 메쉬에 형성되는 메쉬홀의 직경을 이온교환수지의 직경보다 작게 형성하고 관통홀의 직경을 이온교환수지의 직경보다 크게 형성함으로써, 이온교환수지가 관통홀을 막지 않도록 하여 용수의 흐름을 저해하지 않으면서 이온교환수지가 관통홀을 통해 다른 유로 영역으로 이동하는 것을 막을 수 있다.In addition, the mesh is provided to cover the through-hole formed in the separation member, by forming the diameter of the mesh hole formed in the mesh smaller than the diameter of the ion exchange resin and the diameter of the through-hole larger than the diameter of the ion exchange resin, It is possible to prevent the ion exchange resin from moving through the through hole to another flow passage area without inhibiting the flow of water by preventing the blocking of the through hole.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, only the embodiments are to make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기탈이온용 가스켓 조립체를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a gasket assembly for an electric deionization according to a preferred embodiment of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기탈이온용 가스켓 조립체를 개략적으로 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 A부분에 대한 확대도, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도, 도 4 및 도 5는 도 1의 A부분에서 용수 및 이온교환수지의 이동 상태를 보여주는 예시도, 도 6은 도 1의 B부분에 대한 확대도이다.1 is a perspective view schematically showing an electrical deionization gasket assembly according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2. 4 and 5 are exemplary views illustrating a state of movement of water and ion exchange resins in part A of FIG. 1, and FIG. 6 is an enlarged view of part B of FIG. 1.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기탈이온용 가스켓 조립체는 가스켓 몸체(10), 유로형성부(20), 분리부재(30) 및 차폐부재(40) 등을 포함할 수 있다.As shown in Figures 1 to 6, the gasket assembly for an electric deionization according to an embodiment of the present
본 발명의 전기탈이온용 가스켓 조립체는 초순수(DI water)의 제조나 저농도의 유입수 내의 이온성 물질의 제거를 위한 전기탈이온(Electrodeionization, EDI) 공정을 수행하는 전기탈이온 장치(미도시)에 사용된다. The gasket assembly for electric deionization of the present invention is an electrodeionization apparatus (not shown) that performs an electrodeionization (EDI) process for the production of ultrapure water or removal of ionic substances in low concentration influent. Used.
전기탈이온 공정은 1987년 Milipore에 의해 Ionpure CDI라는 전기탈이온 장 치가 처음으로 상업화된 이래 현재까지 모듈 내 희석실에 이온교환물질(이온교환수지)를 충진하여 전기장 하에서 유입수 중 이온들의 희석과 농축작용이 교대로 발생하는 원리를 이용하고 있다. 이러한 전기탈이온 공정을 위한 전기탈이온장치는 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.The electrodeionization process has been carried out by Milipore in 1987 for the first time when an ionization deionization device called Ionpure CDI was commercialized. It uses the principle of alternating action. Since the electric deionization apparatus for such an electrodeionization process can be understood by a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
가스켓 몸체(10)는 내부에 후술하는 유로형성부(20)가 형성될 수 있도록 소정 면적을 가지는 다양한 형상, 예컨대 사각형 형상을 가지며, 다층의 멤브레인(membrane)막을 적층하여 만들 수 있다.The
가스켓 몸체(10)는 용수(用水)의 흐름 방향에 대하여 일측에 용수가 유입되도록 유입부(11)가 형성되고, 타측에 유로를 통과한 용수가 유출되도록 유출부(13)가 형성될 수 있다. The
유입부(11)는 유입관(미도시)이 연결되도록 가스켓 몸체(10)의 일측에 유입구(11a)를 형성하고, 유입구(11a)와 후술하는 제 1 유로 영역(21)을 연결하도록 유입가이드 연결홀(11b)을 형성할 수 있다. 또한, 유입가이드 연결홀(11b)과 제 1 유로 영역(21)의 경계부위에는 용수가 통과하도록 관통홀이 형성되는 격벽(11c)이 형성될 수 있다. 이때, 제 1 유로 영역(21)에 충진된 이온교환수지(1)가 유입구(11a)쪽으로 이동하는 것을 방지할 수 있도록 관통홀을 감싸는 메쉬가 부착될 수 있다. The
유출부(13)는 유출관(미도시)이 연결되도록 가스켓 몸체(10)의 타측에 유출구(13a)를 형성하고, 유출구(13a)와 후술하는 제 3 유로 영역(25)을 연결하도록 유출가이드 연결홀(13b)을 형성할 수 있다. 또한, 유출가이드 연결홀(13b)과 제 3 유로 영역(25)의 경계부위에는 용수가 통과하도록 관통홀이 형성되는 격벽(13c)이 형 성될 수 있다. 이때, 제 3 유로 영역(25)에 충진된 이온교환수지(1)가 유출구(13a)쪽으로 이동하는 것을 방지할 수 있도록 관통홀을 감싸는 메쉬(13d)가 부착될 수 있다. The
유로형성부(20)는 가스켓 몸체(10) 내에 형성되고, 유입부(11)와 유출부(13) 사이에 창자(Intestine) 또는 지그재그(Zigzag) 모양의 유로를 가진다. 본 발명에서는 가스켓 몸체(10) 내에 창자 또는 지그재그 모양의 유로를 형성함으로써, 용수가 유로를 따라 흐를 때 유로의 사구간(dead space)을 감소시키고, 용수와 후술하는 이온교환수지(1)의 접촉시간을 증가시켜 이온교환의 성능을 향상시킬 수 있다.The flow
유로형성부(20)의 유로 상에는 이온교환물질이 충진된다. 여기서, 이온교환물질은 이온교환을 할 수 있는 이온을 지닌 불용성 합성수지, 예컨대 이온교환수지(1)이다. 이온교환수지(1)는 양이온 교환이 가능한 양이온교환수지와, 음이온 교환이 가능한 음이온교환수지가 있으며, 양이온교환수지와 음이온교환수지를 적정한 비율로 혼합하여 혼합수지 형태로 충진할 수 있다. 본 실시예에서 사용되는 양이온교환수지의 예로는 Rohm&Haas사의 IR120 H+ 등이 있고, 음이온교환수지의 예로는 Rohm&Haas사의 IRA402 OH- 등이 있으며, 혼합수지의 예로는 언급한 양이온교환수지와 음이온교환수지의 이온교환능력을 고려하여 부피비 2:3로 혼합하여 충진하였다. 상기와 같은 이온교환수지(1)는 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.The ion exchange material is filled on the flow path of the flow
분리부재(30)는 창자 또는 지그재그 모양의 유로를 복수 개의 독립된 영역으로 구획하도록 유로형성부(20)에 적어도 하나 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 유 로형성부(20)에 2개의 분리부재(31,33)를 구비하여 3개의 유로 영역(21,23,25)으로 분리하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 1개의 분리부재를 구비하여 2개의 유로 영역으로 분리하는 구성도 가능하며, 3개 이상의 분리부재를 구비하여 4개 이상의 유로 영역으로 분리하는 구성도 가능하다. 본 발명에서는 분리부재(20)를 통해 유로를 복수의 독립된 영역으로 분리함으로써, 각각의 유로 영역에 서로 다른 이온교환수지(1)를 독립적으로 충진할 수 있고, 서로 다른 이온교환수지(1)간의 섞임을 방지할 수 있다. 따라서, 서로 다른 이온교환수지(1)가 하나의 유로 영역 내에 혼재되어 있을 때 보다 이온교환 성능을 향상시킬 수 있다.At least one
분리부재(30)는 복수의 영역으로 구획되는 유로의 경계 부위에 좌우 교번적으로 위치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예에서는 제 1, 제 2 및 제 3 유로 영역(21,23,25)을 가지도록 유로를 3개의 구간으로 구획하는 경우, 제 1 유로 영역(21)과 제 2 유로 영역(23)의 경계 부위 좌측에 제 1 분리부재(31)를 마련하고, 제 2 유로 영역(23)과 제 3 유로 영역(25)의 경계 부위 우측에 제 2 분리부재(33)를 마련할 수 있다. 여기서, 분리부재(30)는 대략 두께 3mm에 폴리에틸렌(polyethylene, PE)수지 재질로 제작될 수 있다.The separating
분리부재(30)에 의해 구획되는 각각의 유로 영역에는 서로 다른 이온교환수지(1)가 각각 충진될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서는 유입부(11)와 유출부(13) 사이에 제 1 유로 영역(21), 제 2 유로 영역(23) 및 제 3 유로 영역(25)을 가지는 경우, 제 1 유로 영역(21)에 양이온교환수지, 제 2 유로 영역(23)에 음이온교환수지, 제 3 유로 영역(25)에 혼합수지가 충진될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 유출부(13)측에 인접한 제 3 유로 영역(25)에는 PH를 조절하기 위해 혼합수지가 충진되는 것이 바람직하다.Different
분리부재(30)에는 용수가 통과하도록 관통홀(30a)이 적어도 하나 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 분리부재(30)에 관통홀(30a)이 7개 형성되는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 용수의 통과 유량을 고려하여 관통홀(30a)의 개수는 적절히 설계할 수 있다. 예를 들어, 용수의 통과 유량을 높이고자 하는 경우에는 관통홀(30a)의 개수를 증가시키고, 용수의 통과 유량을 낮추고자 하는 경우에는 관통홀(30a)의 개수를 감소시킬 수 있다.At least one through
여기서, 관통홀(30a)의 직경(D1)은 이온교환수지(1)의 알갱이 입자 직경(D3)보다 크게 형성한다. Here, the diameter D1 of the through
차폐부재(40)는 관통홀(30a)을 덮도록 분리부재(30)의 전후면에 각각 구비되며, 분리부재(30)를 경계로 서로 다른 유로 영역 간에 이온교환수지(1)의 이동을 차단하는 역할을 한다. 이러한 차폐부재(40)는 망상 직물(천)과 같은 메쉬(mesh)(이하, 참조부호 40으로 설명함)인 것이 바람직하다.The shielding
본 발명에서는, 이온교환수지(1)가 관통홀(30a)을 막지 않도록 하여 용수의 흐름을 저해하지 않으면서 이온교환수지(1)가 관통홀(30a)을 통해 다른 유로 영역으로 이동하는 것을 막기 위해 메쉬(40)에 형성되는 메쉬홀(40a)의 직경을 이온교환수지(1)의 직경(D3)보다 작게 형성하고, 관통홀(30a)의 직경(D1)을 이온교환수지(1)의 직경(D3)보다 크게 형성한다. 즉, 관통홀(30a)의 직경(D1)을 가능하면 이온교환수지(1)의 알갱이 입자 직경(D3)보다 크게 하되, 이온교환수지(1)가 메쉬 홀(40a)을 통과하지 못하도록 메쉬홀(40a)의 직경(D2)을 이온교환수지(1)의 알갱이 입자 직경(D3)보다 작게 형성한다. 예를 들어, 이온교환수지(1)의 알갱이 입자 직경(D3)이 610~830㎛ 일 경우, 메쉬홀(40a)의 직경(40a)을 100~600㎛, 관통홀(30a)의 직경(D1)을 1.5~1.8㎛으로 형성하는 것이 바람직하다. In the present invention, the ion exchange resin (1) does not block the through hole (30a) to prevent the ion exchange resin (1) from moving to another passage region through the through hole (30a) without inhibiting the flow of water The diameter of the
본 발명에 따른 전기탈이온용 가스켓 조립체는 캐드(CAD) 등을 이용하여 형상을 설계하고, 이를 유체해석 프로그램, 예컨대 COMSOL multiphysics 3.5a(이하, COMSOL 이라 칭함)을 이용하여 가스켓 내에 용수의 흐름을 분석함으로써, 이온교환 성능의 향상을 확인할 수 있다. 여기서, COMSOL을 이용한 가스켓 내 용수의 흐름 분석은 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.The gasket assembly for electric deionization according to the present invention is designed by using a CAD (cad) or the like, and the flow of water in the gasket using a fluid analysis program, such as COMSOL multiphysics 3.5a (hereinafter referred to as COMSOL) By analyzing, the improvement of ion exchange performance can be confirmed. Here, the flow analysis of the water in the gasket using the COMSOL can be understood by a known technique, detailed description thereof will be omitted.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 가스켓 조립체를 적용하는 전기탈이온 장치는 가스켓 내에 충진되는 이온교환막과 이온교환수지에 전류를 인가하면 전기탈이온 공정을 통해 용수 내의 이온성 물질을 제거함으로써 초순수(DI water)를 제조할 수 있다. 특히, 본 발명의 전기탈이온용 가스켓 조립체는 가스켓 몸체 내에 창자 또는 지그재그 모양의 유로를 형성하여 유로의 사구간을 감소시키고 용수와 이온교환물질의 접촉시간을 증가시켜 이온교환 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 분리부재(30)를 통해 유로를 복수의 독립된 영역으로 분리함으로써, 각각의 유로 영역에 서로 다른 이온교환수지(1)를 독립적으로 충진할 수 있고, 서로 다른 이온교환수지(1)간의 섞임을 방지함으로써 이온교환 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 다양한 비율로 이온교환수지(1)를 충진할 수 있으므로 그에 따른 이온교환 성능 변화를 확인할 수 있다. 또한, 분리부재(30)에 형성된 관통홀(30a)을 덮도록 메쉬(40)를 구비 하되, 메쉬(40)에 형성되는 메쉬홀(40a)의 직경(D2)을 이온교환수지(1)의 직경(D3)보다 작게 형성하고 관통홀(30a)의 직경(D1)을 이온교환수지(1)의 직경(D3)보다 크게 형성함으로써, 이온교환수지(1)가 관통홀(30a)을 막지 않도록 하여 용수의 흐름을 저해하지 않으면서 이온교환수지(1)가 관통홀(30a)을 통해 다른 유로 영역으로 이동하는 것을 막을 수 있다. Electrodeionization apparatus applying the gasket assembly of the present invention configured as described above is applied to the ion exchange membrane and the ion exchange resin filled in the gasket to remove the ionic material in the water through the electrodeionization process by ultra-pure water (DI water) can be prepared. In particular, the gasket assembly of the present invention can form an intestinal or zigzag flow path in the gasket body to reduce the four sections of the flow path and increase the contact time between the water and the ion exchange material, thereby improving ion exchange performance. . In addition, by separating the flow path into a plurality of independent regions through the separating
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기탈이온용 가스켓 조립체를 개략적으로 도시한 사시도,1 is a perspective view schematically showing a gasket assembly for electric deionization according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 A부분에 대한 확대도,2 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1;
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도,3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2;
도 4 및 도 5는 도 1의 A부분에서 용수 및 이온교환수지의 이동 상태를 보여주는 예시도,4 and 5 is an exemplary view showing a state of movement of water and ion exchange resin in part A of FIG.
도 6은 도 1의 B부분에 대한 확대도이다.6 is an enlarged view of a portion B of FIG. 1.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 가스켓 몸체 20 : 유로형성부 10: gasket body 20: flow path forming portion
21 : 제 1 유로영역 23 : 제 2 유로영역 21: first flow path region 23: second flow path region
25 : 제 3 유로영역 30 : 분리부재 25: third flow path region 30: separating member
31 : 제 1 분리부재 33 : 제 2 분리부재 31: first separating member 33: second separating member
40 : 차폐부재, 메쉬40: shielding member, mesh
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