KR102043835B1

KR102043835B1 - 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈과 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR102043835B1
Application number: KR1020130003029A
Authority: KR
Inventors: 조영건; 강상현; 서영진; 권태성; 문형민
Original assignee: 웅진코웨이 주식회사
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2019-11-13
Also published as: KR20140091189A

Abstract

본 발명에 따른 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈은, 전기적으로 서로 절연되는 전기 전도성의 양극부와 전기 전도성의 음극부를 가지는 기둥 형상의 단자 유닛; 및 상기 단자 유닛의 양극부와 전기적으로 연결되는 양전극과 상기 단자 유닛의 음극부와 전기적으로 연결되는 음전극이 세퍼레이터를 사이에 두고 상기 단자 유닛을 중심으로 감겨 있는 전극 유닛;을 포함하며, 상기 양전극과 상기 음전극은 서로 같은 방향으로 돌출하되 서로 이격되는 양전극 돌출부와 음전극 돌출부를 각각 구비하고, 상기 양극부와 상기 음극부는 상기 양전극 돌출부와 상기 음전극 돌출부가 각각 삽입되는 양극부 삽입홈과 음극부 삽입홈을 각각 구비하며, 상기 양전극 돌출부는 상기 양전극의 일단부가 상기 양극부를 향하여 부분적으로 돌출 형성되어 상기 양극부 삽입홈에 삽입되고, 상기 음전극 돌출부는 상기 음전극의 일단부가 상기 음극부를 향하여 부분적으로 돌출 형성되어 상기 음극부 삽입홈에 삽입되며, 상기 전극 유닛은 상기 양전극 돌출부와 상기 음전극 돌출부가 상기 양극부 삽입홈과 상기 음극부 삽입홈에 각각 삽입된 상태에서 상기 단자 유닛을 중심으로 둥글게 감기는 구조를 가질 수 있다.

Description

탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈과 이의 제조 방법 {ELECTRODE MODULE FOR DEIONIZATION-TYPE WATER TREATMENT APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈과 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 양극과 음극을 용이하게 둥글게 말 수 있을 뿐만 아니라, 양극과 음극에 용이하게 전압을 인가할 수 있는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈과 이의 제조 방법에 관한 것이다.

정수기와 같이 원수를 처리하기 위한 다양한 수처리 장치가 현재까지 개시되고 있다. 이러한 수처리 장치에 적용되는 방식 중에 최근에 각광을 받고 있는 것은 EDI(Electro Deionization), CEDI(Continuous Electro Deionization), CDI(Capacitive Deionization)와 같은 탈이온 방식이다. 이러한 탈이온 방식 중에 가장 각광을 받고 있는 것은 바로 CDI(Capacitive Deionization) 방식이다.

CDI 방식은 전극의 표면에서 전기적인 힘에 의해 이온들을 흡착하고 탈착하는 원리를 이용한 방식이다. 이에 대해서 보다 상술하면, 전극에 전압을 인가시킨 채로 이온을 포함한 염수(brine water)를 전극의 사이로 통과시키면, 도 8에서 도시하고 있는 것과 같이 음이온은 양전극으로, 그리고 양이온은 음전극으로 이동한다. (다시 말해, 흡착이 일어난다.) 이러한 흡착으로 염수 내의 이온들이 제거될 수 있다. 그러나 이와 같은 흡착이 계속되면 전극은 더 이상 이온을 흡착할 수 없는 상태에 이른다. 이러한 상태에 이르면 도 9에서 도시하고 있는 것과 같이 전극에 흡착된 이온들을 탈착시켜 전극을 재생시킨다. 이러한 재생은 전극에 전압을 인가하지 않거나, 또는 흡착할 때와는 반대로 전압을 인가하는 것으로 달성될 수 있다.

그런데 CDI 방식을 포함한 탈이온 방식에 사용되는 전극 모듈은 통상적으로 도 10에서 도시하고 있는 것과 같이, 평판 형상의 양극(양전극)과 음극(음전극)을 세퍼레이터(스페이서)를 사이에 두고 적층한 형태를 가진다. 그러나 정수기와 같은 수처리 장치는 일반적으로 원기둥 형상의 필터를 사용하기 때문에, 종래의 필터의 자리에 도 10에서 도시하고 있는 것과 같은 전극 모듈을 그대로 적용하기 어렵다. 즉, 종래의 전극 모듈은 수처리 장치와의 호환성이 떨어진다는 문제가 있다. 또한 도 10에서 도시하고 있는 것과 같이 양극과 음극을 적층한 형태로 전극 모듈을 구성하면, 상당히 많은 양의 양극과 음극을 적층하여야 하기 때문에, 전극 모듈의 부피가 커진다는 문제도 있다. 더욱이 도 10에서 도시하고 있는 것과 같이 전극 모듈을 구성하면, 양극과 음극을 평판 형상으로 매우 많은 양을 만들어야 하기 때문에 양산이 어렵다는 문제도 있다. 이에 더해서 도 10에서 도시하고 있는 것과 같이 전극 모듈을 구성하면, 전극 모듈의 각진 부분에서 압력이 더 크게 걸린다는 문제도 있다.

이러한 문제들을 해결하기 위해 현재 원기둥 형상으로 전극 모듈을 만들기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 그러나 평판 형상의 양극과 음극을 세퍼레이터를 사이에 두고 둥글게 마는 것은 일반적으로 용이하지 않다는 문제가 있다. 그리고 평판 형상의 양극과 음극을 세퍼레이터를 사이에 두고 둥글게 말았다고 하더라도, 둥글게 말린 양극과 음극에 필요한 전압을 인가하는 것도 일반적으로 용이하지 않다는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 양극과 음극을 용이하게 둥글게 말 수 있을 뿐만 아니라, 양극과 음극에 용이하게 전압을 인가할 수 있는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈과 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명에 따른 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈의 제조 방법은, 양전극 돌출부를 가지는 양전극과 음전극 돌출부를 가지는 음전극이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층되는 전극 유닛을 준비하는 단계, 양전극 돌출부에 대응하는 양극부 삽입홈이 형성된 양극부와 음전극 돌출부에 대응하는 음극부 삽입홈이 형성된 음극부를 가지는 단자 유닛을 준비하는 단계, 및 양전극 돌출부와 음전극 돌출부를 각각 양극부 삽입홈과 음극부 삽입홈에 삽입한 채로 전극 유닛을 단자 유닛을 중심으로 둥글게 감는 단계를 포함하며,
상기 단자유닛은 상기 양전극 돌출부와 음전극 돌출부가 서로 같은 방향으로 돌출하되 서로 이격되도록 구성되고,
상기 양전극 돌출부는 상기 양전극의 일단부가 상기 양극부를 향하여 부분적으로 돌출 형성되어 상기 양극부 삽입홈에 삽입되고,
상기 음전극 돌출부는 상기 음전극의 일단부가 상기 음극부를 향하여 부분적으로 돌출 형성되어 상기 음극부 삽입홈에 삽입되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈과 이의 제조 방법은, 기본적으로 전극 유닛이 단자 유닛을 중심으로 감겨 있으면서도 단자 유닛과 전기적인 연결을 이루고 있다는 효과가 있을 뿐만 아니라, 양전극과 음전극이 서로 같은 방향으로 돌출하되 서로 이격되는 양전극 돌출부와 음전극 돌출부를 각각 구비하고, 양극부와 음극부가 양전극 돌출부와 음전극 돌출부를 각각 삽입시키는 양극부 삽입홈과 음극부 삽입홈을 각각 구비하기 때문에, 양전극 돌출부와 음전극 돌출부를 양극부 삽입홈과 음극부 삽입홈에 각각 삽입한 채로, 양전극과 음전극을 세퍼레이터를 사이에 두고 단자 유닛을 중심으로 둥글게 감을 수 있어, 전극 유닛을 용이하게 둥글게 말 수 있을 뿐만 아니라, 전극 유닛에 필요한 전압을 용이하게 인가할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 모듈을 도시하고 있는 사시도
도 2는 도 1의 전극 모듈을 도시하고 있는 분해 사시도
도 3은 도 1의 전극 모듈의 전극 유닛을 도시하고 있는 분해 사시도
도 4는 도 1의 전극 모듈을 제조하는 방법을 나타내고 있는 흐름도
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 모듈을 도시하고 있는 사시도
도 6은 도 5의 전극 모듈을 도시하고 있는 분해 사시도
도 7은 도 5의 전극 모듈의 전극 유닛을 도시하고 있는 분해 사시도
도 8과 도 9는 CDI 방식을 설명하기 위한 개념도
도 10은 CDI 방식에 적용되는 종래의 전극 모듈을 도시하고 있는 사시도

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

본 발명의 실시예 1에 따른 전극 모듈은 정수기와 같은 수처리 장치를 위한 것으로서, 보다 자세하게는 EDI(Electro Deionization), CEDI(Continuous Electro Deionization), CDI(Capacitive Deionization)와 같은 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 것이다. 이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 축전식 탈이온 방식(CDI)의 수처리 장치를 위한 전극 모듈을 예로 들어 설명하기로 한다. 참고로, 도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 모듈을 도시하고 있는 사시도이고, 도 2는 도 1의 전극 모듈을 도시하고 있는 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 전극 모듈의 전극 유닛을 도시하고 있는 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 모듈은 단자 유닛(110) 및 전극 유닛(130)을 포함한다. 여기서 단자 유닛(110)은 기본적으로 전극 유닛(130)의 양전극(131)과 음전극(136)으로 전압을 인가하기 위한 구성이다. 이를 위해 단자 유닛(110)은 전기 전도성의 양극부(111)와 전기 전도성의 음극부(115)를 가지고, 전극 유닛(130)은 양극부(111)와 전기적으로 연결되는 양전극(131)과, 음극부(115)와 전기적으로 연결되는 음전극(136)을 가진다. 이에 따라 전원 유닛(미도시)이 양극부(111)와 음극부(115)에 전압을 인가하면, 전극 유닛(130)의 양전극(131)과 음전극(136)에도 전압이 인가된다.

그런데 양극부(111)와 음극부(115)는 서로 전기적으로 절연될 필요가 있다. 왜냐하면 양극부(111)와 음극부(115)가 서로 전기적으로 연결되면, 양전극(131)과 음전극(136)으로 전압이 제대로 인가되기 어렵기 때문이다. 이에 따라 단자 유닛(110)은 양극부(111)와 음극부(115) 사이에 부도체로 이루어지는 절연부(119)를 구비한다. 이러한 절연부(119)를 통해 양극부(111)와 음극부(115)를 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다. 참고로, 양극부(111)와 음극부(115)는 그 전체가 반드시 전기 전도성을 가질 필요는 없다. 즉, 전원 유닛으로부터 전극 유닛(130)의 양전극(131)과 음전극(136)으로 전압을 인가하는 것에 문제가 없다면, 단자 유닛(110)의 양극부(111)와 음극부(115)는 그 일부만 전기 전도성을 가져도 무방하다.

앞서 살펴본 바와 같이, 단자 유닛(110)은 기본적으로 전극 유닛(130)의 양전극(131)과 음전극(136)으로 전압을 인가하기 위한 역할을 수행하나, 이에 더해서 전극 유닛(130)을 용이하게 둥글게 말기 위한 역할도 수행한다. 이를 위해 전극 유닛(130)의 양전극(131)과 음전극(136)은 서로 같은 방향으로 돌출하되 서로 이격되는 양전극 돌출부(132)와 음전극 돌출부(137)를 각각 구비하고, 단자 유닛(110)의 양극부(111)와 음극부(115)는 양전극 돌출부(132)와 음전극 돌출부(137)가 각각 삽입되는 양극부 삽입홈(112)과 음극부 삽입홈(116)을 각각 구비한다.

이러한 구성에 따라 전극 유닛(130)은 양전극 돌출부(132)와 음전극 돌출부(137)가 양극부 삽입홈(112)과 음극부 삽입홈(116)에 각각 삽입된 상태에서 단자 유닛(110)을 중심으로 둥글게 감기는 것이 가능하다. 즉, 양전극 돌출부(132)와 음전극 돌출부(137)를 양극부 삽입홈(112)과 음극부 삽입홈(116)에 각각 삽입한 다음에 단자 유닛(110)을 일정한 방향으로 회전시키면, 전극 유닛(130)을 단자 유닛(110)을 중심으로 둥글게 말 수 있다. (도 2를 기준으로 엄지 손가락이 위를 향하도록 왼손으로 단자 유닛을 잡았을 때 검지 손가락이 가리키는 방향으로 단자 유닛을 회전시키면, 도 1과 같은 전극 모듈을 형성할 수 있다.) 이와 같이 전극 유닛(130)을 둥글게 말기 위해 단자 유닛(110)은 기둥 형상을 가지는 것이 바람직하다. 대표적으로 단자 유닛(110)은 원기둥 형상을 가질 수 있다. 그러나 단자 유닛(110)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 단자 유닛(110)은 사각기둥 형상을 가질 수도 있다.

이러한 구성에 따라 본 실시예에 따른 전극 모듈은 다음과 같은 특징을 가진다. 평판 형상의 전극 유닛을 도 1과 같이 둥글게 마는 것은 일반적으로 용이하지 않다. 그리고 전극 유닛을 둥글게 말았다고 하더라도, 둥글게 말린 전극 유닛에 필요한 전압을 인가하는 것도 일반적으로 용이하지 않다. (즉, 양전극과 음전극이 둥글게 말려 있으면, 양전극과 음전극으로 전압을 인가하기 위해 전원 유닛과 전기적으로 연결시킬 부분을 찾기가 어렵다.) 그러나 본 실시예에 따른 전극 모듈은 전술한 단자 유닛(110)을 이용함으로써 전극 유닛(130)을 용이하게 둥글게 말 수 있을 뿐만 아니라, 전극 유닛(130)에 필요한 전압을 용이하게 인가할 수 있다. 참고로, 양전극(131)과 음전극(136)은 양전극 돌출부(132)와 음전극 돌출부(137)가 양극부 삽입홈(112)과 음극부 삽입홈(116)에 각각 삽입되는 것으로 양극부(111)와 음극부(115)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

앞서 살펴본 전극 유닛(130)은 보다 구체적으로 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이 양전극(131)과 음전극(136)뿐만 아니라 세퍼레이터(134, 139)도 구비한다. 다시 말해, 전극 유닛(130)은 양전극(131)과 음전극(136)이 세퍼레이터(134, 139)를 사이에 두고 단자 유닛(110)을 중심으로 둥글게 감긴 구성이다. 양전극(131)과 음전극(136)은 서로 전기적으로 절연될 필요가 있을 뿐만 아니라, 수처리를 위해 양전극(131)과 음전극(136)의 사이로 물이 흐를 수 있는 공간이 구비될 필요가 있다.

이러한 필요를 충족시키기 위해 양전극(131)과 음전극(136)의 사이에 구비시키는 것이 바로 세퍼레이터(134, 139)이다. 즉, 정수를 위해 물은 도 1을 기준으로 상측(또는 하측)에서 하측(또는 상측)으로 양전극(131)과 음전극(136)의 사이로 흐른다. 참고로, 도 1과 같이 전극 유닛(130)이 원형으로 감기려면, 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이 세퍼레이터(134), 양전극(132), 세퍼레이터(139) 및 음전극(136)이 내측으로부터 외측으로 순차적으로 적층되는 것이 바람직하다. 다만 양전극(131)과 음전극(136)의 수는 필요에 따라 각각 1개 이상일 수 있다. 또한 양전극(131)과 음전극(136)의 순서는 필요에 따라 적절하게 변경될 수 있다.

한편, 전극 유닛(130)이 단자 유닛(110)에 감긴 것만으로는 전극 유닛(130)이 롤(roll) 형태를 충분히 유지하기 어려울 수 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 실시예에 따른 전극 모듈은 고정 유닛(150)을 더 포함할 수 있다. 여기서 고정 유닛(150)은 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 돌출부(151)와 수용부(156)를 포함한다. 여기서 돌출부(151)는 단자 유닛(110)의 길이 방향(도 2를 기준으로 상하 방향)의 한쪽 끝에 결합되는 부분이고, 수용부(156)는 전극 유닛(130)의 단부를 수용하는 부분이다. 즉, 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 단자 유닛(110)의 돌출부 삽입홈(113, 117)에 고정 유닛(150)의 돌출부(151)를 끼우면, 전극 유닛(130)의 상측 또는 하측 단부가 고정 유닛(150)의 수용부(156)에 수용되면서 전극 유닛(130)이 보다 안정적으로 단자 유닛(110)에 고정될 수 있다. (후술할 바와 같이 도 1과 2에서 상측 돌출부 삽입홈은 양극부 삽입홈과 일체로 형성되나, 하측 돌출부 삽입홈은 음극부 삽입홈과 별개로 형성된다.)

참고로, 고정 유닛(150)의 돌출부(151)를 단자 유닛(110)의 길이 방향의 한쪽 끝에 결합하는 방법은 다양하게 존재할 수 있다. 그러나 돌출부 삽입홈(113, 117)에 돌출부(151)를 삽입하는 구조를 채택하면, 보다 용이하게 고정 유닛(150)을 단자 유닛(110)에 결합시킬 수 있다. 그리고 고정 유닛(150)은 단자 유닛(110)의 상측 또는 하측에 1개만 구비되어도 무방하다. 다만, 후술할 것과 같이 전기적인 연결도 고려한다면, 고정 유닛(150)은 상측과 하측에 각각 1개씩 구비되는 것이 바람직하다.

그런데 전술한 것과 같이 양전극(131)과 음전극(136)은 양전극 돌출부(132)와 음전극 돌출부(137)가 양극부 삽입홈(112)과 음극부 삽입홈(116)에 각각 삽입되는 것으로 양극부(111)와 음극부(115)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나 양전극(또는 음전극)은 일반적으로 굉장히 길기 때문에 한쪽 끝에서만 전기적으로 양극부(또는 음극부)에 연결되면, 양전극(또는 음전극)에 균일하게 전압이 인가되지 않을 수 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해 본 실시예에 따른 전극 모듈은 양전극(131)과 음전극(136) 중의 어느 하나를 다른 하나보다 더 길게 형성할 수 있다.

이에 대해서 보다 상술하면, 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 본 실시예에 따른 전극 유닛(130)에서 양전극(131)은 음전극(136)보다 도 2를 기준으로 우측 방향(양전극 돌출부가 돌출한 방향과는 반대 방향)으로 더 길게 형성될 수 있다(도 3의 L1 참조). (이와는 반대로 음전극이 더 길게 형성되더라도 무방하다.) 이와 같이 양전극(131)이 음전극(136)보다 더 길게 형성되면, 양전극(131)과 음전극(136)이 단자 유닛(110)을 중심으로 모두 감긴 다음에도, 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이 양전극(131)의 외측 말단과 음전극(136)의 외측 말단이 각각 외부로 노출될 수 있다.

이러한 외측 말단에 고정 유닛(150)을 전기적으로 연결시키면, 즉 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이 상측의 고정 유닛(150)을 양전극(131)의 외측 말단과 전기적으로 연결시키고, 하측의 고정 유닛(150)을 음전극(136)의 외측 말단과 전기적으로 연결시키면, 양전극(131) 및 음전극(136)은 양전극 돌출부(132)와 음전극 돌출부(137)에서뿐만 아니라, 양전극(131)의 외측 말단과 음전극(136)의 외측 말단에서도 양극부(111) 및 음극부(115)와 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서 전기적인 연결은 고정 유닛(150)의 돌출부(151)를 단자 유닛(110)의 돌출부 삽입홈(113, 117)에 삽입하는 것으로, 그리고 고정 유닛(150)이 양전극(131)의 외측 말단 또는 음전극(136)의 외측 말단과 접촉하는 것으로 달성될 수 있다. 참고로, 고정 유닛(150) 이외의 별도의 구성을 이용하여 양전극(131)의 외측 말단 및 음전극(136)의 외측 말단을 양극부(111) 및 음극부(115)와 전기적으로 연결시킬 수도 있다.

한편, 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이 단자 유닛(110)의 상측에 구비되는 고정 유닛(150)은 양전극(131)의 외측 말단과 접촉하고 단자 유닛(110)의 하측에 구비되는 고정 유닛(150)은 음전극(136)의 외측 말단과 접촉하므로, 단자 유닛(110)의 상측에 구비되는 고정 유닛(150)과 단자 유닛(110)의 하측에 구비되는 고정 유닛(150)이 도 1을 기준으로 상하 방향으로 연장하는 직선 위에 함께 놓일 수는 없다. 그러나 양전극(131)의 감기는 길이를 적절하게 조절하면, 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 양전극 돌출부(132)가 삽입되는 양극부 삽입홈(112)에 상측의 고정 유닛(150)을 함께 삽입할 수 있다.

즉, 양전극(131)의 감기는 길이를 적절하게 조절하면 상측 돌출부 삽입홈(113)을 양극부 삽입홈(112)과 일체로 형성시킬 수 있다. 그러나 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 음전극(136)은 양전극(131)보다 짧기 때문에, 하측 돌출부 삽입홈(117)은 음극부 삽입홈(116)과 별개로 형성되어야 한다. 참고로, 양전극 또는 음전극의 감기는 길이를 적절하게 조절하면, 전술한 것과는 반대로, 상측 돌출부 삽입홈을 양극부 삽입홈과 별개로 형성하고, 하측 돌출부 삽입홈을 음극부 삽입홈과 일체로 형성하는 것도 가능하다.

한편, 앞서 살펴본 전극 모듈은 다음과 같은 과정을 통해 제조될 수 있다. 도 4를 참조하여 설명한다. 참고로 도 4는 도 1의 전극 모듈을 제조하는 방법을 나타내고 있는 흐름도이다. 우선 양전극 돌출부(132)를 가지는 양전극(131)과 음전극 돌출부(137)를 가지는 음전극(136)이 세퍼레이터(134, 139)를 사이에 두고 적층되는 전극 유닛(130)을 준비한다(S101 단계). 그런 다음에 양전극 돌출부(132)에 대응하는 양극부 삽입홈(112)이 형성된 양극부(111)와 음전극 돌출부(137)에 대응하는 음극부 삽입홈(116)이 형성된 음극부(115)를 가지는 단자 유닛(110)을 준비한다(S102 단계).

그런 다음에 양전극 돌출부(132)와 음전극 돌출부(137)를 각각 양극부 삽입홈(112)과 음극부 삽입홈(116)에 삽입한 채로 전극 유닛(130)을 단자 유닛(110)을 중심으로 둥글게 감는다(S103 단계). 참고로, 전술한 S101 단계와 S102 단계는 그 순서가 바뀌어도 무방하다. 그런 다음에 추가적으로 전극 유닛(130)의 고정을 위해 고정 유닛(150)을 단자 유닛(110)의 길이 방향의 한쪽 끝에 결합한다(S104 단계). 참고로, S104 단계는 선택적으로 수행될 수 있다. 그리고 S104 단계에서 고정 유닛(150)을 단자 유닛(110)의 길이 방향의 양쪽 끝에 각각 결합시킬 수도 있다. 이러한 과정을 거치면 도 1에서 도시하고 있는 것과 같은 전극 모듈이 제조될 수 있다.

실시예 2

도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 모듈을 도시하고 있는 사시도이고, 도 6은 도 5의 전극 모듈을 도시하고 있는 분해 사시도이며, 도 7은 도 5의 전극 모듈의 전극 유닛을 도시하고 있는 분해 사시도이다. 도 5 내지 도 7에서 도시하고 있는 것과 같이 본 실시예에 따른 전극 모듈은 전술한 실시예 1에 따른 전극 모듈과 유사한 구성을 가진다. 다만, 본 실시예에 따른 전극 모듈은 양전극 돌출부 또는 음전극 돌출부에 있어 전술한 실시예 1에 따른 전극 모듈과 차이가 있다. 참고로 전술한 구성과 동일한 (또는 상당한) 부분에 대해서는 동일한 (또는 상당한) 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6에서 도시하고 있는 것과 같이, 본 실시예에 따른 전극 모듈은 음전극 돌출부(1371)가 양전극 돌출부(1321)보다 길게 돌출한다. (경우에 따라 양전극 돌출부가 음전극 돌출부보다 길게 돌출해도 무방하다.) 이와 같이 구성하면 상측 돌출부 삽입홈(113)을 양극부 삽입홈(112)과 일체로 형성시키는 것과 동일하게, 도 6에서 도시하고 있는 것과 같이 하측 돌출부 삽입홈(1161)도 음극부 삽입홈(1161)과 일체로 형성시킬 수 있다. 즉, 양전극(1311)과 음전극(1361)이 단자 유닛(110)에 감기는 길이를 적절하게 조절하고, 음전극 돌출부(1371)가 양전극 돌출부(1321)보다 길게 돌출하는 길이(도 6의 L2 참조)를 적절하게 조절하면, 상측 돌출부 삽입홈(113)을 양극부 삽입홈(112)과 일체로 형성시키는 것과 동시에, 하측 돌출부 삽입홈(1161)도 음극부 삽입홈(1161)과 일체로 형성시킬 수 있다.

110: 단자 유닛 111: 양극부
112: 양극부 삽입홈 113: 돌출부 삽입홈
115: 음극부 116: 음극부 삽입홈
117: 돌출부 삽입홈 130: 전극 유닛
131: 양전극 132: 양전극 돌출부
134: 세퍼레이터 136: 음전극
137: 음전극 돌출부 139: 세퍼레이터
150: 고정 유닛 151: 돌출부
156: 수용부

Claims

전기적으로 서로 절연되는 전기 전도성의 양극부와 전기 전도성의 음극부를 가지는 기둥 형상의 단자 유닛; 및
상기 단자 유닛의 양극부와 전기적으로 연결되는 양전극과 상기 단자 유닛의 음극부와 전기적으로 연결되는 음전극이 세퍼레이터를 사이에 두고 상기 단자 유닛을 중심으로 감겨 있는 전극 유닛을 포함하며,
상기 양전극과 상기 음전극은 서로 같은 방향으로 돌출하되 서로 이격되는 양전극 돌출부와 음전극 돌출부를 각각 구비하고,
상기 양극부와 상기 음극부는 상기 양전극 돌출부와 상기 음전극 돌출부가 각각 삽입되는 양극부 삽입홈과 음극부 삽입홈을 각각 구비하며,
상기 양전극 돌출부는 상기 양전극의 일단부가 상기 양극부를 향하여 부분적으로 돌출 형성되어 상기 양극부 삽입홈에 삽입되고,
상기 음전극 돌출부는 상기 음전극의 일단부가 상기 음극부를 향하여 부분적으로 돌출 형성되어 상기 음극부 삽입홈에 삽입되며,
상기 전극 유닛은 상기 양전극 돌출부와 상기 음전극 돌출부가 상기 양극부 삽입홈과 상기 음극부 삽입홈에 각각 삽입된 상태에서 상기 단자 유닛을 중심으로 둥글게 감기는 구조를 갖는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈.
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청구항 1에 있어서,
상기 양전극과 상기 음전극은 상기 양전극 돌출부와 상기 음전극 돌출부가 상기 양극부 삽입홈과 상기 음극부 삽입홈에 각각 삽입되어 상기 양극부와 상기 음극부에 각각 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 양전극 돌출부와 상기 음전극 돌출부 중의 어느 하나는 다른 하나보다 길게 돌출하는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 양전극과 상기 음전극 중의 어느 하나는 다른 하나보다 상기 양전극 돌출부 또는 상기 음전극 돌출부와는 반대 방향으로 더 길게 구비되는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 단자 유닛의 길이 방향의 한쪽 끝에 결합되어 상기 단자 유닛에 감겨 있는 전극 유닛을 상기 단자 유닛에 고정시키는 고정 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈.
전기적으로 서로 절연되는 전기 전도성의 양극부와 전기 전도성의 음극부를 가지는 기둥 형상의 단자 유닛; 및
상기 단자 유닛의 양극부와 전기적으로 연결되는 양전극과 상기 단자 유닛의 음극부와 전기적으로 연결되는 음전극이 세퍼레이터를 사이에 두고 상기 단자 유닛을 중심으로 감겨 있는 전극 유닛; 및
상기 단자 유닛의 길이 방향의 한쪽 끝에 결합되어 상기 단자 유닛에 감겨 있는 전극 유닛을 상기 단자 유닛에 고정시키는 고정 유닛;
을 포함하며,
상기 고정 유닛은 상기 단자 유닛의 길이 방향의 한쪽 끝에 결합되는 돌출부와, 상기 단자 유닛에 감겨 있는 전극 유닛을 상기 단자 유닛에 고정시키도록 상기 전극 유닛의 단부를 수용하는 수용부를 구비하는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈.
청구항 8에 있어서,
상기 단자 유닛은 상기 돌출부가 삽입되는 돌출부 삽입홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 양전극과 상기 음전극 중의 어느 하나는 다른 하나보다 상기 양전극 돌출부 또는 상기 음전극 돌출부와는 반대 방향으로 더 길게 구비되고, 상기 고정 유닛은 상기 단자 유닛의 길이 방향의 양쪽 끝에 각각 구비되며, 상기 고정 유닛 중의 어느 하나는 상기 양극부와 상기 양전극을 전기적으로 연결하기 위해 상기 양전극의 외측 말단과 전기적으로 연결되고, 상기 고정 유닛 중의 다른 하나는 상기 음극부와 상기 음전극을 전기적으로 연결하기 위해 상기 음전극의 외측 말단과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈.
청구항 1, 청구항 4 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극 유닛은 축전식 탈이온 방식에 적용되는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈.
양전극 돌출부를 가지는 양전극과 음전극 돌출부를 가지는 음전극이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층되는 전극 유닛을 준비하는 단계;
상기 양전극 돌출부에 대응하는 양극부 삽입홈이 형성된 양극부와 상기 음전극 돌출부에 대응하는 음극부 삽입홈이 형성된 음극부를 가지는 단자 유닛을 준비하는 단계; 및
상기 양전극 돌출부와 상기 음전극 돌출부를 각각 상기 양극부 삽입홈과 상기 음극부 삽입홈에 삽입한 채로 상기 전극 유닛을 상기 단자 유닛을 중심으로 둥글게 감는 단계;
를 포함하며,
상기 단자유닛은 상기 양전극 돌출부와 음전극 돌출부가 서로 같은 방향으로 돌출하되 서로 이격되도록 구성되고,
상기 양전극 돌출부는 상기 양전극의 일단부가 상기 양극부를 향하여 부분적으로 돌출 형성되어 상기 양극부 삽입홈에 삽입되고,
상기 음전극 돌출부는 상기 음전극의 일단부가 상기 음극부를 향하여 부분적으로 돌출 형성되어 상기 음극부 삽입홈에 삽입되는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈의 제조 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 단자 유닛에 감겨 있는 전극 유닛을 상기 단자 유닛에 고정시키는 고정 유닛을 상기 단자 유닛의 길이 방향의 한쪽 끝에 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈의 제조 방법.
양전극 돌출부를 가지는 양전극과 음전극 돌출부를 가지는 음전극이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층되는 전극 유닛을 준비하는 단계;
상기 양전극 돌출부에 대응하는 양극부 삽입홈이 형성된 양극부와 상기 음전극 돌출부에 대응하는 음극부 삽입홈이 형성된 음극부를 가지는 단자 유닛을 준비하는 단계;
상기 양전극 돌출부와 상기 음전극 돌출부를 각각 상기 양극부 삽입홈과 상기 음극부 삽입홈에 삽입한 채로 상기 전극 유닛을 상기 단자 유닛을 중심으로 둥글게 감는 단계; 및
상기 단자 유닛에 감겨 있는 전극 유닛을 상기 단자 유닛에 고정시키는 고정 유닛을 상기 단자 유닛의 길이 방향의 한쪽 끝에 결합하는 단계;
를 포함하며,
상기 고정 유닛은 상기 단자 유닛의 길이 방향의 한쪽 끝에 결합되는 돌출부와, 상기 단자 유닛에 감겨 있는 전극 유닛을 상기 단자 유닛에 고정시키도록 상기 전극 유닛의 단부를 수용하는 수용부를 구비하고, 상기 단자 유닛은 상기 돌출부가 삽입되는 돌출부 삽입홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈의 제조 방법.
청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
상기 양전극과 상기 음전극 중의 어느 하나는 다른 하나보다 상기 양전극 돌출부 또는 상기 음전극 돌출부와는 반대 방향으로 더 길게 구비되고, 상기 고정 유닛은 상기 단자 유닛의 길이 방향의 양쪽 끝에 각각 구비되며, 상기 고정 유닛 중의 어느 하나는 상기 양극부와 상기 양전극을 전기적으로 연결하기 위해 상기 양전극의 외측 말단과 전기적으로 연결되고, 상기 고정 유닛 중의 다른 하나는 상기 음극부와 상기 음전극을 전기적으로 연결하기 위해 상기 음전극의 외측 말단과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈의 제조 방법.
청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극 유닛은 축전식 탈이온 방식에 적용되는 것을 특징으로 하는 탈이온 방식의 수처리 장치를 위한 전극 모듈의 제조 방법.