KR102054976B1 - Electro deionization-type water treatment apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 전기 탈이온 방식의 수처리 장치는, 양극과 음극을 가지는 전극부와, 전극부를 수용하는 전극 케이스를 구비하는 필터 모듈, 및 필터 모듈의 전극부로 전원을 공급하는 전원 모듈을 포함하며, 전원 모듈은 교류 입력전압을 직류 입력전압으로 변환하는 메인 전원부와, 직류 입력전압을 전극부로 공급할 직류 출력전압으로 변환하는 필터 전원부를 구비하고, 필터 전원부는 메인 전원부가 설치되는 제1 기판과는 별개로 구비되는 제2 기판에 설치되며, 상기 제2 기판은 상기 전극 케이스에 결합되고, 상기 전극 케이스는 상기 양극과 전기적으로 연결되는 양극 입력부분과, 상기 음극과 전기적으로 연결되는 음극 입력부분을 구비하며, 상기 필터 전원부는 상기 양극 입력부분과 전기적으로 연결되는 양극 단자와, 상기 음극 입력부분과 전기적으로 연결되는 음극 단자를 구비할 수 있다.
An electric deionization type water treatment device according to the present invention includes an electrode part having an anode and a cathode, a filter module having an electrode case accommodating the electrode part, and a power supply module supplying power to the electrode part of the filter module. The power supply module includes a main power supply for converting an AC input voltage into a direct current input voltage, and a filter power supply for converting a DC input voltage into a direct current output voltage for supplying the electrode, and the filter power supply is separate from the first substrate on which the main power supply is installed. A second substrate coupled to the electrode case, the electrode case including a positive electrode input portion electrically connected to the positive electrode, and a negative electrode input portion electrically connected to the negative electrode; The filter power supply unit may include an anode terminal electrically connected to the anode input portion, and an electricity supply between the cathode input portion and the cathode input portion. It may be provided with a negative terminal connected to the.

Description

전기 탈이온 방식의 수처리 장치 {ELECTRO DEIONIZATION-TYPE WATER TREATMENT APPARATUS}Electric Deionized Water Treatment Equipment {ELECTRO DEIONIZATION-TYPE WATER TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 전기 탈이온 방식의 수처리 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 수처리 장치를 보다 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 효율을 보다 향상시킬 수 있는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric deionization type water treatment device, and more particularly, to an electric deionization type water treatment device that can further reduce the size of the water treatment device and further improve energy efficiency.

정수기와 같이 원수를 처리하여 정수를 생성하는 수처리 장치는 현재 다양하게 개시되고 있다. 그런데 수처리 장치에 적용되는 방식 중에 최근 각광을 받고 있는 방식은 EDI(Electro Deionization), CEDI(Continuous Electro Deionization), CDI(Capacitive Deionization)와 같은 전기 탈이온 방식이다. 이 중에서도 최근 가장 각광을 받고 있는 것은 바로 CDI 방식이다. Various water treatment apparatuses for generating purified water by treating raw water, such as water purifiers, are currently disclosed. However, the method that is recently attracting attention among the methods applied to the water treatment device is an electric deionization method such as EDI (Electro Deionization), CEDI (Continuous Electro Deionization), CDI (Capacitive Deionization). Among these, the most popular is the CDI method.

CDI 방식은 전기적인 힘에 의해 전극의 표면에서 이온이 흡착되고 탈착되는 원리를 이용하여 이온(오염물질)을 제거하는 방식을 말한다. 이에 대해서 도 10과 도 11을 참조하여 보다 상술하면, 전극에 전압을 인가시킨 채로 이온을 포함한 염수(brine water)를 전극(양극과 음극)의 사이로 통과시키면, 도 10에서 도시하고 있는 것과 같이 음이온은 양극으로 이동하고 양이온은 음극으로 이동한다. (즉, 흡착이 일어난다.) 이와 같은 흡착으로 염수 내의 이온들이 제거될 수 있다. CDI method is a method of removing ions (pollutants) by using the principle that ions are adsorbed and desorbed on the surface of the electrode by electric force. 10 and 11, when brine containing ions is passed between the electrodes (the anode and the cathode) while voltage is applied to the electrode, the anion is shown in FIG. 10. Moves to the anode and cations move to the cathode. (I.e. adsorption takes place.) Such adsorption can remove ions in the brine.

그러나 이와 같은 흡착이 계속되면 전극은 더 이상 이온을 흡착할 수 없는 상태에 이른다. 이와 같은 상태에 이르면 도 11에서 도시하고 있는 것과 같이 전극에 흡착된 이온들을 탈착시켜 전극을 재생시킨다. (이때 재생수가 생성되어 배출된다.) 이와 같은 재생은 전극에 전압을 인가하지 않거나, 또는 흡착할 때와는 반대로 전압을 인가하는 것으로 달성될 수 있다. However, if such adsorption continues, the electrode can no longer absorb ions. In this state, as illustrated in FIG. 11, the ions adsorbed on the electrode are desorbed to regenerate the electrode. (Regeneration water is generated and discharged at this time.) Such regeneration can be accomplished by applying no voltage to the electrode or applying voltage as opposed to adsorption.

이와 같은 CDI 방식을 상업적으로 이용하기 위해 전극(양극과 음극)을 매우 많이 적층하여 CDI 필터를 구성하는 것이 일반적이다. 이와 같이 전극을 매우 많이 적층하여 CDI 필터를 구성하면, CDI 필터를 작동시키기 위해 CDI 필터로 매우 높은 전류를 공급하여야 한다. In order to commercially use such a CDI method, it is common to construct a CDI filter by stacking a very large number of electrodes (anode and cathode). If a CDI filter is configured by stacking electrodes in such a manner, very high current must be supplied to the CDI filter to operate the CDI filter.

그런데 CDI 필터로 매우 높은 전류를 공급하려면, CDI 필터로 연결되는 전선을 매우 두껍게 만들어야 한다. 그러나 이와 같이 전선을 매우 두껍게 만들면, 수처리 장치를 콤팩트하게 만드는 것이 어려워진다는 문제가 발생한다. 이와 같은 문제는 가정용 정수기와 같이 수처리 장치를 매우 콤팩트하게 만들어야 하는 경우에 있어 매우 크게 작용한다. 또한 매우 높은 전류가 긴 전선을 따라 흐르면, 발열과 같은 요인으로 인해 그만큼 에너지 효율이 떨어진다는 문제가 발생한다. 이와 같은 문제들은 다른 전기 탈이온 방식에서도 동일하게 발생할 수 있다. However, in order to supply very high current through the CDI filter, the wire to the CDI filter must be made very thick. However, if the wires are made very thick in this way, it becomes difficult to make the water treatment device compact. This problem is very large when the water treatment device needs to be made very compact, such as a household water purifier. In addition, when a very high current flows along a long wire, there is a problem that energy efficiency is reduced by factors such as heat generation. These problems can equally occur in other electrical deionization schemes.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 수처리 장치를 보다 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 효율을 보다 향상시킬 수 있는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치를 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to provide an electric deionized water treatment apparatus that can not only make the water treatment apparatus more compact, but also improve the energy efficiency.

본 발명에 따른 전기 탈이온 방식의 수처리 장치는, 양극과 음극을 가지는 전극부와, 전극부를 수용하는 전극 케이스를 구비하는 필터 모듈, 및 필터 모듈의 전극부로 전원을 공급하는 전원 모듈을 포함하며, 전원 모듈은 교류 입력전압을 직류 입력전압으로 변환하는 메인 전원부와, 직류 입력전압을 전극부로 공급할 직류 출력전압으로 변환하는 필터 전원부를 구비하고, 필터 전원부는 메인 전원부가 설치되는 제1 기판과는 별개로 구비되는 제2 기판에 설치되며,
상기 제2 기판은 상기 전극 케이스에 결합되고,
상기 전극 케이스는 상기 양극과 전기적으로 연결되는 양극 입력부분과, 상기 음극과 전기적으로 연결되는 음극 입력부분을 구비하며,
상기 필터 전원부는 상기 양극 입력부분과 전기적으로 연결되는 양극 단자와, 상기 음극 입력부분과 전기적으로 연결되는 음극 단자를 구비할 수 있다. An electric deionization type water treatment device according to the present invention includes an electrode part having an anode and a cathode, a filter module having an electrode case accommodating the electrode part, and a power supply module supplying power to the electrode part of the filter module. The power supply module includes a main power supply for converting an AC input voltage into a direct current input voltage, and a filter power supply for converting a DC input voltage into a direct current output voltage for supplying the electrode, and the filter power supply is separate from the first substrate on which the main power supply is installed. Is installed on the second substrate provided with,
The second substrate is coupled to the electrode case,
The electrode case includes a positive electrode input portion electrically connected to the positive electrode and a negative electrode input portion electrically connected to the negative electrode,
The filter power supply unit may include a positive electrode terminal electrically connected to the positive electrode input part, and a negative electrode terminal electrically connected to the negative electrode input part.

본 발명에 따른 전기 탈이온 방식의 수처리 장치는 전원 모듈에서 메인 전원부와 필터 전원부가 서로 분리되기 때문에 필터 전원부로부터 필터 모듈의 전극부까지의 거리를 짧게 할 수 있으며, 이의 결과로 상대적으로 두꺼운 두께가 요구되는 전선의 길이를 짧게 할 수 있어 수처리 장치를 보다 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 효율을 보다 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. In the water treatment apparatus of the electric deionization method according to the present invention, since the main power supply unit and the filter power supply unit are separated from each other in the power supply module, the distance from the filter power supply unit to the electrode part of the filter module can be shortened. Since the length of the required wire can be shortened, the water treatment apparatus can be made smaller and energy efficiency can be further improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치의 필터 모듈을 도시하고 있는 사시도
도 2는 도 1의 필터 모듈을 도시하고 있는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 필터 모듈의 전극부를 도시하고 있는 분해 사시도이다
도 4는 도 1의 필터 모듈의 상부 케이스를 도시하고 있는 사시도
도 5는 도 1의 필터 모듈의 하부 케이스를 도시하고 있는 사시도
도 6은 도 1의 필터 모듈의 단면을 도시하고 있는 단면도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치의 전원 모듈을 도시하고 있는 블록도
도 8은 도 1의 필터 모듈의 전극 케이스에 도 7의 전원 모듈의 필터 전원부가 설치된 상태를 도시하고 있는 사시도
도 9는 도 1의 필터 모듈이 2개 설치된 상태를 도시하고 있는 사시도
도 10은 CDI 방식에서 정수가 이루어지는 원리를 설명하고 있는 개념도
도 11은 CDI 방식에서 재생이 이루어지는 원리를 설명하고 있는 개념도1 is a perspective view showing a filter module of a water treatment device according to an embodiment of the present invention
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the filter module of FIG. 1. FIG.
3 is an exploded perspective view illustrating an electrode part of the filter module of FIG. 2.
4 is a perspective view illustrating an upper case of the filter module of FIG. 1.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a lower case of the filter module of FIG. 1. FIG.
6 is a cross-sectional view showing a cross section of the filter module of FIG.
7 is a block diagram illustrating a power module of a water treatment device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view illustrating a state in which the filter power supply unit of the power module of FIG. 7 is installed in an electrode case of the filter module of FIG. 1.
9 is a perspective view illustrating a state in which two filter modules of FIG. 1 are installed.
10 is a conceptual diagram illustrating a principle that integers are formed in a CDI method.
11 is a conceptual diagram illustrating a principle in which reproduction is performed in the CDI method.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited or limited by the following examples.

본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치는 EDI, CEDI, CDI와 같은 전기 탈이온 방식의 수처리 장치에 적용된다. 그러나 이하에서는 축전식 탈이온(CDI) 방식의 수처리 장치를 예로 들어 설명하기로 한다. Water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to an electric deionized water treatment apparatus such as EDI, CEDI, CDI. However, the following description will be given by taking a capacitive deionization (CDI) type water treatment apparatus as an example.

본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치는 기본적으로 원수를 정수하여 정수를 생성하는 필터 모듈(100)을 포함한다. 필터 모듈(100)은 도 1과 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이, 전극부(110)와 전극 케이스(130)를 포함한다. 참고로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치의 필터 모듈을 도시하고 있는 사시도이고, 도 2는 도 1의 필터 모듈을 도시하고 있는 분해 사시도이다. Water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention basically includes a filter module 100 for generating an integer by purifying the raw water. As shown in FIGS. 1 and 2, the filter module 100 includes an electrode unit 110 and an electrode case 130. For reference, FIG. 1 is a perspective view illustrating a filter module of a water treatment device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the filter module of FIG. 1.

전극부(110)는 기본적으로 양극(111)과 음극(112)을 포함한다. 보다 구체적으로 전극부(110)는 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이 양극(111)과 음극(112)이 교대로 적층되어 이루어진다. 도 3은 도 2의 필터 모듈의 전극부를 도시하고 있는 분해 사시도이다. 여기서 전극부(110)는 양극(111)과 음극(112)의 사이에 세퍼레이터(113, 스페이서)를 더 포함한다. 세퍼레이터(113)는 양극(111)과 음극(112)의 사이에서 간격을 형성한다. 이와 같은 간격으로 원수가 흐른다. 다시 말해, 원수는 세퍼레이터(113)를 통해 양극(111)과 음극(112)의 사이를 흐르면서 정수된다. 이와 같은 과정에서 정수가 생성된다. 참고로, 양극(111)과 음극(112)은 집전체에 해당하는 흑연포일(graphite foil)의 양면에 활성탄(activated carbon)을 도포하여 형성될 수 있다. The electrode unit 110 basically includes an anode 111 and a cathode 112. More specifically, the electrode unit 110 is formed by alternately stacking the anode 111 and the cathode 112 as shown in FIG. 3. 3 is an exploded perspective view illustrating an electrode part of the filter module of FIG. 2. The electrode unit 110 further includes a separator 113 and a spacer between the anode 111 and the cathode 112. The separator 113 forms a space between the positive electrode 111 and the negative electrode 112. At such intervals the enemy flows. In other words, the raw water is purified while flowing between the positive electrode 111 and the negative electrode 112 through the separator 113. In this process, an integer is generated. For reference, the positive electrode 111 and the negative electrode 112 may be formed by applying activated carbon to both surfaces of the graphite foil corresponding to the current collector.

전극부(110)는 전극 케이스(130)에 수용된다. 여기서 전극 케이스(130)는 상부에 개구(132)가 형성되고 내부에 전극부(110)가 수용되는 하부 케이스(131), 및 하부 케이스(131)의 개구(132)를 밀폐하는 상부 케이스(136)를 포함한다. 즉, 본 실시예에 따른 필터 모듈(100)은 하부 케이스(131)의 개구(132)를 통해 전극부(110)를 하부 케이스(131)의 내부로 삽입한 다음에, 하부 케이스(131)의 개구(132)를 상부 케이스(136)로 밀폐하는 구조를 가진다. The electrode unit 110 is accommodated in the electrode case 130. Here, the electrode case 130 has an opening 132 formed at an upper portion thereof, and a lower case 131 for accommodating the electrode portion 110 therein, and an upper case 136 for sealing the opening 132 of the lower case 131. ). That is, the filter module 100 according to the present embodiment inserts the electrode unit 110 into the lower case 131 through the opening 132 of the lower case 131, and then, The opening 132 is sealed with the upper case 136.

여기서 하부 케이스(131)는 측부에 원수가 입수되는 입수구(133)를 가지고 상부 케이스(136)는 상부에 정수가 출수되는 출수구(137)를 가진다. 따라서 원수는 입수구(133)를 통해 전극 케이스(130)의 내부로 공급되어 전극부(110)를 통해 정수된 다음에 출수구(137)를 통해 전극 케이스(130)의 외부로 배출된다. 이때 전극부(110)는 정수를 전극부(110)의 배출로(115)를 따라 전극부(110)의 외부로 배출한다. 여기서 전극부(110)의 배출로(115)는 상부 케이스(136)의 출수구(137)와 통한다. 따라서 정수는 전극부(110)에서 바로 전극 케이스(130)의 외부로 출수될 수 있다. Here, the lower case 131 has an inlet 133 through which raw water is obtained, and the upper case 136 has an outlet 137 through which water is discharged. Therefore, the raw water is supplied to the inside of the electrode case 130 through the inlet 133 and purified through the electrode unit 110 and then discharged to the outside of the electrode case 130 through the outlet 137. At this time, the electrode unit 110 discharges purified water along the discharge path 115 of the electrode unit 110 to the outside of the electrode unit 110. Here, the discharge path 115 of the electrode unit 110 communicates with the water outlet 137 of the upper case 136. Therefore, the purified water may flow out of the electrode case 130 directly from the electrode unit 110.

한편, 전극 케이스(130)는 도 4 내지 도 6에서 도시하고 있는 것과 같이 전극 케이스(130)의 상부(138, 제1 부분)와 전극 케이스(130)의 하부(134, 제2 부분)를 연결하는 연결 부재(140)를 구비한다. 여기서 도 4는 도 1의 필터 모듈의 상부 케이스를 도시하고 있는 사시도이고, 도 5는 도 1의 필터 모듈의 하부 케이스를 도시하고 있는 사시도이며, 도 6은 도 1의 필터 모듈의 단면을 도시하고 있는 단면도이다.Meanwhile, the electrode case 130 connects an upper portion 138 (first portion) of the electrode case 130 to a lower portion 134 (second portion) of the electrode case 130 as shown in FIGS. 4 to 6. The connecting member 140 is provided. 4 is a perspective view illustrating an upper case of the filter module of FIG. 1, FIG. 5 is a perspective view illustrating a lower case of the filter module of FIG. 1, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the filter module of FIG. It is a cross section.

도 4 또는 도 6에서 도시하고 있는 것과 같이, 연결 부재(140)는 상부 케이스(136)로부터 하측으로 수직하게 연장된다. 또한 도 5와 도 6에서 도시하고 있는 것과 같이 연결 부재(140)는 체결 부재(150)를 통해 하부 케이스(131)에 고정된다. 이와 같이 연결 부재(140)는 전극 케이스(130)의 상부(138)와 전극 케이스(130)의 하부(134)를 연결한다. 이에 따라 전극 케이스(130)는 연결 부재(140)로 인해 도 6을 기준으로 상하 방향으로 쉽게 팽창하지 않는다. 그리고 전극 케이스(130)에 수납되는 전극부(110)도 전극 케이스(130)로 인해 도 6을 기준으로 상하 방향으로 쉽게 팽창하지 않는다. 이는 전극부(110)가 필터 성능을 일정하게 유지하는 데에 도움을 준다. As shown in FIG. 4 or FIG. 6, the connecting member 140 extends vertically downward from the upper case 136. In addition, as shown in FIGS. 5 and 6, the connection member 140 is fixed to the lower case 131 through the fastening member 150. As described above, the connection member 140 connects the upper portion 138 of the electrode case 130 and the lower portion 134 of the electrode case 130. Accordingly, the electrode case 130 does not easily expand in the vertical direction based on FIG. 6 due to the connection member 140. In addition, the electrode unit 110 accommodated in the electrode case 130 also does not easily expand in the vertical direction based on FIG. 6 due to the electrode case 130. This helps the electrode unit 110 to keep the filter performance constant.

보다 상술하면, 원수는 전극(111, 112)을 따라 흐르면서 전극(111, 112)을 도 6을 기준으로 상하 방향을 밀어낸다. 따라서 원수가 전극(111, 112)을 따라 흐르면 전극부(110)는 도 6을 기준으로 상하 방향으로 팽창하기 쉽다. 그러나 이와 같은 팽창으로 전극(111, 112)의 사이가 멀어지면 전극부(110)의 필터 성능이 저하될 수 있다. 따라서 전극부(110)는 쉽게 팽창하지 않는 것이 바람직하다. More specifically, the raw water flows along the electrodes 111 and 112 and pushes the electrodes 111 and 112 upward and downward based on FIG. 6. Therefore, when raw water flows along the electrodes 111 and 112, the electrode unit 110 is easily expanded in the vertical direction with reference to FIG. 6. However, when the expansion between the electrodes 111 and 112 increases, the filter performance of the electrode unit 110 may decrease. Therefore, it is preferable that the electrode unit 110 does not easily expand.

이와 같이 본 실시예에 따른 전극 케이스(130)는 양극(111)과 음극(112)이 마주보는 방향으로 서로 마주보는 제1 부분(예를 들어, 전극 케이스의 상부)과 제2 부분(예를 들어, 전극 케이스의 하부)을 연결 부재(140)로 연결하기 때문에, 양극(111)과 음극(112)이 서로 마주보는 방향으로 멀어지는 것이 방지될 수 있으며, 이의 결과로 전극부(110)의 필터 성능이 일정하게 유지될 수 있다. As described above, the electrode case 130 according to the present exemplary embodiment may include a first portion (eg, an upper portion of the electrode case) and a second portion (eg, an electrode case) facing each other in a direction in which the anode 111 and the cathode 112 face each other. For example, since the lower part of the electrode case is connected to the connection member 140, the anode 111 and the cathode 112 may be prevented from moving away from each other in a direction facing each other, and as a result, the filter of the electrode unit 110 may be prevented. Performance can be kept constant.

그런데 유지 부재(140)는 도 6에서 도시하고 있는 것과 같이 내부에 배출 유로(141)를 가진다. 여기서 배출 유로(141)는 전극 케이스(130)의 출수구(137)와 통하고, 유지 부재(140)의 유입공(142)을 통해 CDI 전극부(110)의 배출로(115)와 통한다. 따라서 정수는 CDI 전극부(110)의 배출로(115)에서 유지 부재(140)의 유입공(142)을 통해 유지 부재(140)의 배출 유로(141)로 유입된 다음에 전극 케이스(130)의 출수구(137)를 통해 외부로 배출된다. 참고로, 유지 부재(140)는 상부 케이스(136)와 일체로 형성될 수도 있고, 별개로 형성되어 상부 케이스(136)에 결합될 수도 있다. By the way, the holding member 140 has the discharge flow path 141 inside, as shown in FIG. Here, the discharge passage 141 communicates with the outlet 137 of the electrode case 130, and communicates with the discharge passage 115 of the CDI electrode unit 110 through the inlet hole 142 of the holding member 140. Accordingly, the purified water is introduced into the discharge passage 141 of the holding member 140 through the inlet hole 142 of the holding member 140 in the discharge path 115 of the CDI electrode unit 110 and then the electrode case 130. It is discharged to the outside through the outlet 137. For reference, the holding member 140 may be integrally formed with the upper case 136 or may be separately formed and coupled to the upper case 136.

한편, 필터 모듈(100)은 정수를 생성하기 위해 전원을 공급받아야 한다. 이를 위해 본 실시예에 따른 수처리 장치는 전원 모듈(200)을 구비한다. 전원 모듈(200)은 최종적으로 전극부(110)의 양극(111)과 음극(112)으로 직류 출력전압(VDCo)을 인가한다. 이를 위해 전원 모듈(200)은 도 7에서 도시하고 있는 것과 같이, 교류 입력전압(VAC)을 직류 입력전압(VDCi)으로 변환하는 메인 전원부(210), 및 직류 입력전압(VDCi)을 전극부(110)로 공급할 직류 출력전압(VDCo)으로 변환하는 필터 전원부(220)를 포함한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치의 전원 모듈을 도시하고 있는 블록도이다. On the other hand, the filter module 100 must be supplied with power to generate an integer. To this end, the water treatment device according to the present embodiment includes a power supply module 200. The power module 200 finally applies a DC output voltage V DCo to the positive electrode 111 and the negative electrode 112 of the electrode unit 110. To this end, as shown in FIG. 7, the power supply module 200 converts an AC input voltage V AC into a main power supply 210 that converts an AC input voltage V DCi into a DC input voltage V DCi , and a DC input voltage V DCi . And a filter power supply unit 220 converting the DC output voltage V DCo to be supplied to the electrode unit 110. 7 is a block diagram illustrating a power module of a water treatment device according to an embodiment of the present invention.

여기서 메인 전원부(210)는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식의 전원 장치일 수 있다. SMPS 방식의 전원 장치는 스위칭 회로를 이용한 전원 장치를 말하는데, 종래의 리니어 방식의 전원 장치에 비해 효율이 높고 경량화에 유리하다는 장점이 있다. 보다 구체적으로 SMPS 방식의 메인 전원부(210)는 다음과 같이, 「60Hz 220V의 교류 입력전압(VAC)을 정류 회로를 통해 직류전압으로 정류 → 직류전압을 스위칭 회로를 통해 높은 주파수의 교류전압으로 변환 → 교류전압을 고주파 트랜스를 통해 대략 24V의 교류전압으로 강하 → 교류전압을 정류 회로를 통해 다시 직류전압으로 정류 → 직류전압을 1개 이상의 DC-DC 컨버터를 이용하여 대략 5V의 직류전압으로 강하」하는 과정을 통해 220V의 교류 입력전압(VAC)을 5V의 직류 입력전압(VDCi)으로 변환한다. 이때 마지막 과정에서 전압을 단계적으로 강하하기 위해 복수 개의 DC-DC 컨버터가 필요할 수도 있다. (수처리 장치에 따라 이와 같은 전압의 크기는 조금씩 변경될 수 있다.) Here, the main power supply unit 210 may be a power supply device of a switching mode power supply (SMPS) method. The SMPS type power supply device refers to a power supply device using a switching circuit, which is advantageous in terms of efficiency and weight reduction compared to a conventional linear power supply device. More specifically, the main power supply unit 210 of the SMPS method is as follows, `` rectifying AC input voltage (V AC ) of 60Hz 220V to DC voltage through the rectifying circuit → DC voltage to AC voltage of high frequency through the switching circuit. Conversion → AC voltage drops to AC voltage of approximately 24V through high frequency transformer → AC voltage is rectified back to DC voltage through rectifier circuit → DC voltage drops to DC voltage of approximately 5V using one or more DC-DC converters And converts the 220V AC input voltage (V AC ) to 5V DC input voltage (V DCi ). At this point, a plurality of DC-DC converters may be needed to step down the voltage in the last step. (Depending on the water treatment device, the magnitude of such a voltage may change little by little.)

메인 전원부(210)는 이와 같은 과정을 통해 대략 5V, 1A의 전원을 수처리 장치의 여러 구성들로 공급한다. 그런데 전극부(110)는 원수를 정수하기 위해 저전압 고전류를 공급받아야 한다. 즉, 전극부(110)는 5V, 1A의 전원을 그대로 공급받을 수 없다. 예를 들어, CDI 필터의 경우 대략 1.5V, 10A의 전원을 필요로 한다. (참고로, CDI 필터에 고전압이 인가되면 전극이 산화되어 전극의 수명이 감소될 수 있다.) 이와 같은 전원을 전극부(110)로 공급하기 위한 역할은 필터 전원부(220)가 담당한다. 이를 위해 필터 전원부(220)는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. DC-DC 컨버터는 어떤 전압의 직류전원을 다른 전압의 직류전원으로 변환하는 장치를 말한다. 이와 같은 DC-DC 컨버터는 단계적인 전압 강하를 위해 복수 개가 구비될 수도 있다. The main power supply unit 210 supplies power of approximately 5V and 1A to various components of the water treatment device through the above process. However, the electrode unit 110 must be supplied with a low voltage high current to purify raw water. That is, the electrode 110 may not be supplied with power of 5V and 1A as it is. For example, a CDI filter requires a power supply of approximately 1.5V, 10A. (For reference, when a high voltage is applied to the CDI filter, the electrode may be oxidized to reduce the life of the electrode.) The filter power supply unit 220 is responsible for supplying such power to the electrode unit 110. To this end, the filter power supply unit 220 may include a DC-DC converter. DC-DC converter is a device that converts DC power of one voltage to DC power of another voltage. A plurality of such DC-DC converter may be provided for the stepped voltage drop.

한편, 필터 전원부(220)는 앞서 설명한 바와 같이, 대략 1A의 전원을 대략 10A의 전원으로 변환한다. 즉, 도 7의 전류 Ii가 도 7의 전류 Io보다 작다. 따라서 전류 Ii가 제1 전선(도 9의 도면부호 212의 전선 참조)을 따라 흐르고, 전류 Io가 제2 전선(도 9의 도면부호 226의 전극 단자 참조)을 따라 흐른다고 가정하면, 제1 전선을 제2 전선보다 얇게 만들 수 있다. 이의 결과로 제1 전선이 제2 전선보다 긴 제1 경우와, 이와는 반대로 제2 전선이 제1 전선보다 긴 제2 경우를 대비하면, 제1 경우가 수처리 장치를 소형화 시키는 데에 제2 경우보다 유리하다. 또한 제1 경우가 에너지 효율을 향상시키는 데에도 제2 경우보다 유리하다. 본 실시예에 따른 수처리 장치는 이와 같은 고찰에서부터 비롯된 것이다. (하나의 기판에 메인 전원부와 필터 전원부가 모두 설치된다면, 제1 전선은 매우 짧을 수 있으나 제2 전선은 매우 길 수밖에 없다.)On the other hand, as described above, the filter power supply unit 220 converts the power of approximately 1A to the power of approximately 10A. That is, the current Ii of FIG. 7 is smaller than the current Io of FIG. 7. Thus, assuming that current Ii flows along the first wire (see wire 212 in FIG. 9) and current Io flows along the second wire (see electrode terminal 226 in FIG. 9), the first wire Can be made thinner than the second wire. As a result of this, in contrast to the first case where the first wire is longer than the second wire, and conversely, the second case where the second wire is longer than the first wire, the first case reduces the size of the water treatment device than the second case. It is advantageous. The first case is also advantageous over the second case for improving energy efficiency. The water treatment apparatus according to the present embodiment comes from such a consideration. (If both the main power supply and the filter power supply are installed on one board, the first wire may be very short but the second wire may be very long.)

보다 상술하면, 본 실시예에 따른 수처리 장치는 메인 전원부(210)가 설치되는 제1 기판(미도시)과 필터 전원부(220)가 설치되는 제2 기판(222, 도 8 참조)이 서로 별개이다. 따라서 본 실시예에 따른 수처리 장치는 메인 전원부(210)가 설치되는 위치와 무관하게 필터 전원부(220)가 설치되는 위치를 용이하게 결정할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 수처리 장치는 메인 전원부(210)와 무관하게 필터 전원부(220)를 전극부(110)의 인근에 설치할 수 있다. More specifically, in the water treatment apparatus according to the present embodiment, a first substrate (not shown) in which the main power supply unit 210 is installed and a second substrate 222 (see FIG. 8) in which the filter power supply unit 220 is installed are separated from each other. . Therefore, the water treatment apparatus according to the present exemplary embodiment may easily determine the position where the filter power supply unit 220 is installed regardless of the position where the main power supply unit 210 is installed. That is, in the water treatment apparatus according to the present exemplary embodiment, the filter power supply unit 220 may be installed near the electrode unit 110 regardless of the main power supply unit 210.

따라서 본 실시예에 따른 수처리 장치는 제2 기판(222)과 전극부(110, 또는 후술할 입력부분)를 연결하는 전선(또는 후술할 전극 단자)을 보다 짧게 만들 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 수처리 장치는 두꺼운 두께가 요구되는 전선을 가능한 짧게 만들 수 있다. 이의 결과로 본 실시예에 따른 수처리 장치는 수처리 장치를 소형화시키는 것이나 에너지 효율을 향상시키는 것에 매우 유리하다. 또한 본 실시예에 따른 수처리 장치는 제2 기판(222)과 전극부(110)를 전기적으로 바로 연결할 수 있으므로 수처리 장치의 조립성을 향상시키는 것에도 보다 유리하다. Accordingly, the water treatment apparatus according to the present exemplary embodiment may shorten a wire (or an electrode terminal to be described later) connecting the second substrate 222 and the electrode unit 110 (or an input portion to be described later). In other words, the water treatment apparatus according to the present embodiment can make the electric wire requiring a thick thickness as short as possible. As a result of this, the water treatment apparatus according to the present embodiment is very advantageous for miniaturizing the water treatment apparatus and improving the energy efficiency. In addition, since the water treatment apparatus according to the present embodiment can directly connect the second substrate 222 and the electrode unit 110 directly, it is more advantageous to improve the assemblability of the water treatment apparatus.

보다 구체적으로 제2 기판(222)은 도 8에서 도시하고 있는 것과 같이 전극 케이스(130)에 결합될 수 있다. 이때 전극 케이스(130)는 전극부(110)의 양극(111)과 전기적으로 연결되는 양극 입력부분(161)과, 전극부(110)의 음극(112)과 전기적으로 연결되는 음극 입력부분(162)을 구비할 수 있다. 그리고 필터 전원부(220)는 양극 입력부분(161)과 전기적으로 연결되는 양극 단자(226)와, 음극 입력부분(162)과 전기적으로 연결되는 음극 단자(227)를 구비할 수 있다. 이와 같이 제2 전선을 전극 단자(226, 227)의 형태로 구현할 수도 있다. 참고로, 양극 입력부분(161)은 양극 단자(226)와 양극(보다 정확히는 양극 집전체나 양극 집전체에 연결되는 양극 단자)을 전기적으로 연결할 수 있는 구성으로 족하다. 이는 음극 입력부분(162)도 마찬가지이다. More specifically, the second substrate 222 may be coupled to the electrode case 130 as shown in FIG. 8. In this case, the electrode case 130 may include a positive electrode input portion 161 electrically connected to the positive electrode 111 of the electrode unit 110, and a negative electrode input portion 162 electrically connected to the negative electrode 112 of the electrode unit 110. ) May be provided. The filter power supply unit 220 may include a positive electrode terminal 226 electrically connected to the positive electrode input portion 161 and a negative electrode terminal 227 electrically connected to the negative electrode input portion 162. As such, the second wire may be implemented in the form of the electrode terminals 226 and 227. For reference, the positive electrode input portion 161 may be configured to electrically connect the positive electrode terminal 226 and the positive electrode (more precisely, the positive electrode current collector or the positive electrode terminal connected to the positive electrode current collector). The same is true of the cathode input portion 162.

한편, 필터 모듈(100)은 도 9에서 도시하고 있는 것과 같이 2개가 구비될 수도 있다. CDI 방식의 필터 모듈(100)은 전극의 재생이 필요하다. 그런데 필터 모듈(100)이 1개라면 전극의 재생 중에 정수를 생성할 수 없다. 따라서 전극의 재생과 무관하게 계속적으로 정수를 생성하기 위해 2개의 필터 모듈(100)을 구비할 수도 있다. 즉, 예를 들어 하나의 필터 모듈(100)이 재생 중일 때 다른 하나의 필터 모듈(100)이 정수를 생성할 수 있다. Meanwhile, two filter modules 100 may be provided as shown in FIG. 9. The CDI filter module 100 requires regeneration of the electrode. However, if there is only one filter module 100, the purified water cannot be generated during the regeneration of the electrode. Therefore, two filter modules 100 may be provided to continuously generate purified water regardless of regeneration of the electrode. That is, for example, when one filter module 100 is playing, the other filter module 100 may generate an integer.

이와 같이 필터 모듈(100)이 2개가 구비될 때, 필터 전원부(220)도 2개가 구비될 수 있다. 필터 모듈(100)의 전극부(110)에 각각 필요한 전원을 공급하는 것이 바람직하기 때문이다. 다만, 필터 전원부(220)가 2개 구비된다고 하더라도 메인 전원부(210)는 1개 구비되는 것으로 충분하다. (이와 같이 하는 것이 장치의 소형화에도 유리하다.) 1개의 메인 전원부(210)로부터 2개의 전선을 통해 2개의 필터 전원부(220)로 직류 입력전압(VDCi)을 공급할 수 있기 때문이다. As such, when two filter modules 100 are provided, two filter power supply units 220 may be provided. This is because it is preferable to supply power required for each of the electrode units 110 of the filter module 100. However, even if two filter power supply units 220 are provided, it is sufficient that one main power supply unit 210 is provided. (It is also advantageous to downsize the device.) This is because the DC input voltage V DCi can be supplied from one main power supply unit 210 to two filter power supply units 220 through two wires.

참고로, 필터 모듈(100)이 3개 이상 구비되면, 필터 전원부(220)도 필터 모듈(100)에 대응하여 3개 이상 구비될 수 있다. (즉, 필터 모듈의 개수와 동일한 개수로 필터 전원부가 구비될 수 있다.) 여기서 필터 전원부(220)는 필터 모듈(100)의 전극 케이스(130)마다 설치될 수 있다. 이때도 메인 전원부(210)는 1개만 구비될 수 있다. For reference, when three or more filter modules 100 are provided, three or more filter power supply units 220 may also be provided to correspond to the filter module 100. (In other words, the filter power supply unit may be provided in the same number as the number of filter modules.) Here, the filter power supply unit 220 may be installed for each electrode case 130 of the filter module 100. In this case, only one main power supply 210 may be provided.

100: 필터 모듈 110: 전극부
111: 양극 112: 음극
115: 배출로 130: 전극 케이스
131: 하부 케이스 133: 입수구
136: 상부 케이스 137: 출수구
140: 연결 부재 141: 배출 유로
150: 체결 부재 200: 전원 모듈
210: 메인 전원부 220: 필터 전원부
222: 제2 기판100: filter module 110: electrode part
111: anode 112: cathode
115: discharge path 130: electrode case
131: lower case 133: inlet
136: upper case 137: outlet
140: connecting member 141: discharge flow path
150: fastening member 200: power module
210: main power supply 220: filter power supply
222: second substrate

Claims (14)

양극과 음극을 가지는 전극부와, 상기 전극부를 수용하는 전극 케이스를 구비하는 필터 모듈, 및 상기 필터 모듈의 상기 전극부로 전원을 공급하는 전원 모듈을 포함하며,
상기 전원 모듈은 교류 입력전압을 직류 입력전압으로 변환하는 메인 전원부와, 상기 직류 입력전압을 상기 전극부로 공급할 직류 출력전압으로 변환하는 필터 전원부를 구비하고,
상기 필터 전원부는 상기 메인 전원부가 설치되는 제1 기판과는 별개로 구비되는 제2 기판에 설치되며,
상기 제2 기판은 상기 전극 케이스에 결합되고,
상기 전극 케이스는 상기 양극과 전기적으로 연결되는 양극 입력부분과, 상기 음극과 전기적으로 연결되는 음극 입력부분을 구비하며,
상기 필터 전원부는 상기 양극 입력부분과 전기적으로 연결되는 양극 단자와, 상기 음극 입력부분과 전기적으로 연결되는 음극 단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치.A filter module having an electrode part having an anode and a cathode, an electrode case accommodating the electrode part, and a power supply module supplying power to the electrode part of the filter module,
The power supply module includes a main power supply for converting an AC input voltage into a DC input voltage, and a filter power supply for converting the DC input voltage into a DC output voltage to be supplied to the electrode part.
The filter power supply unit is installed on a second substrate provided separately from the first substrate on which the main power supply unit is installed,
The second substrate is coupled to the electrode case,
The electrode case includes a positive electrode input portion electrically connected to the positive electrode and a negative electrode input portion electrically connected to the negative electrode,
And the filter power supply unit includes a positive electrode terminal electrically connected to the positive electrode input part, and a negative electrode terminal electrically connected to the negative electrode input part. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 필터 모듈은 적어도 2개가 구비되고, 상기 필터 전원부도 상기 필터 모듈에 대응하여 적어도 2개가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치.The method according to claim 1,
At least two filter modules are provided, and at least two filter power supply units are provided corresponding to the filter module. 청구항 4에 있어서,
상기 메인 전원부는 1개가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치.The method according to claim 4,
The main power supply unit is an electric deionization type water treatment apparatus, characterized in that provided with one. 청구항 4에 있어서,
상기 필터 전원부는 상기 필터 모듈의 상기 전극 케이스마다 설치되는 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치.The method according to claim 4,
And the filter power supply unit is provided for each electrode case of the filter module. 청구항 1에 있어서,
상기 필터 모듈은 CDI 방식의 필터 모듈인 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치.The method according to claim 1,
The filter module is an electric deionized water treatment apparatus, characterized in that the CDI filter module. 청구항 1에 있어서,
상기 직류 출력전압은 상기 직류 입력전압보다 작은 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치.The method according to claim 1,
And said direct current output voltage is smaller than said direct current input voltage. 청구항 1에 있어서,
상기 메인 전원부는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식의 전원 장치인 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치.The method according to claim 1,
The main power supply unit is an electric deionization type water treatment apparatus, characterized in that the power supply of the switching mode power supply (SMPS) method. 청구항 9에 있어서,
상기 메인 전원부는 상기 교류 입력전압을 정류한 다음에 단계적으로 전압을 낮춰 상기 직류 입력전압으로 변환하는 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치.The method according to claim 9,
And the main power supply unit rectifies the AC input voltage and then gradually lowers the voltage to convert the AC input voltage into the DC input voltage. 청구항 1에 있어서,
상기 필터 전원부는 상기 직류 입력전압을 상기 전극부로 공급할 직류 출력전압으로 낮추기 위해 DC-DC 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치.The method according to claim 1,
And the filter power supply unit includes a DC-DC converter to lower the DC input voltage to a DC output voltage to be supplied to the electrode unit. 청구항 11에 있어서,
상기 필터 전원부는 상기 메인 전원부로부터 공급받는 전류보다 높은 전류를 상기 전극부로 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치.The method according to claim 11,
The filter power supply unit is an electric deionization type water treatment device, characterized in that for supplying a current higher than the current supplied from the main power supply to the electrode. 청구항 1에 있어서,
상기 전극 케이스는 상기 전극 케이스의 제1 부분과 상기 전극 케이스의 제2 부분을 연결하는 연결 부재를 구비하며, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 상기 양극과 상기 음극이 마주보는 방향으로 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치.The method according to claim 1,
The electrode case includes a connecting member connecting the first portion of the electrode case and the second portion of the electrode case, wherein the first portion and the second portion face each other in a direction in which the anode and the cathode face each other. Electric deionized water treatment apparatus, characterized in that the viewing. 청구항 1에 있어서,
상기 전극 케이스는 상부에 개구가 형성되고 내부에 상기 전극부가 수용되는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스의 개구를 밀폐하는 상부 케이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 탈이온 방식의 수처리 장치. The method according to claim 1,
The electrode case has an opening formed in the upper portion, the lower case in which the electrode is accommodated therein, and the upper case for sealing the opening of the lower case, characterized in that the electric deionized water treatment apparatus.
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