KR102058554B1 - 전극 간 접속 효율이 향상된 cdi 장치 - Google Patents

전극 간 접속 효율이 향상된 cdi 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 축전탈이온 모듈에 전원을 공급함에 있어 부품의 간소화를 도모하면서 전극 간 접속 면적을 최대화하여 접점부위에서 발생할 수 있는 접속 불량을 방지함으로써 안정적인 전원공급이 이루어질 수 있도록 한 전극 간 접속 효율이 향상된 CDI 장치에 관한 것으로, 상세하게는 복수의 전극이 상하방향으로 일정 간격을 유지하면서 적층되는 축전탈이온 모듈 및 상기 축전탈이온 모듈의 전극으로 전원을 인가하는 전원부를 포함하는 CDI장치에 있어서, 상기 복수의 전극은, 이온이 탈,부착되는 본체와, 상기 본체의 중심부에 형성되는 유동홀 및 상기 본체의 일측면으로부터 평행하게 연장되는 수평면과 상기 수평면에 직교하는 방향으로 연장되는 수직면이 곡면으로 연결되어 상하방향으로 인접하는 수직면이 상호 접하게 되는 접속부를 포함하며, 상기 접속부의 방향이 일측과 타측을 각각 향하도록 교번 배치되는 제 1전극과 제 2전극으로 구성되고, 상기 전원부는, 상기 제 1전극과 제 2전극에 서로 다른 극성을 갖는 전원을 공급하는 것이 특징이다.

Description

전극 간 접속 효율이 향상된 CDI 장치{CDI device with improved inter electrode connection structure}
본 발명은 축전탈이온 모듈에 전원을 공급함에 있어 부품의 간소화를 도모하면서 전극 간 접속 면적을 최대화하여 접점부위에서 발생할 수 있는 접속 불량을 방지함으로써 안정적인 전원공급이 이루어질 수 있도록 한 전극 간 접속 효율이 향상된 CDI 장치에 관한 것이다.
우리나라의 경우 용수 부족 현상이 심각하여 가용 수자원의 의존도를 줄여 나가면서 하, 폐수 처리수와 같은 고도처리 방류수를 다양한 용도로 재이용하고 지하염수 및 해수의 탈염을 통한 양질의 음용수 확보, 중금속을 포함한 다양한 이온성 오염물에 의해 오염된 지하수의 처리를 통한 깨끗한 수자원의 확보를 위한 노력을 꾸준히 진행하고 있다. 이를 위해서는 수중의 유기물 뿐만 아니라, 부유성 고형물, 바이러스, 용존 고형물, 난분해성 물질, 냄새, 색도 등을 제거해야 한다.
특히, 물속에 존재하는 다양한 이온성 물질들을 제거하는 탈염(Desalination or Deionization) 기술은 고도 수처리 기술 개발을 위한 필수 요소기술로 그 중요성이 점차 강조되고 있는 실정이다. 현재 상업적으로 개발, 이용되고 있는 탈염 기술로는 종래의 증발법(Distillation), 역삼투법(RO: Revers Osmosis), 전기투석법(ED: Electrodialysis), 이온교환법(IEX: Ion exchange) 등이 있으며, 이들 공정들은 기술적으로 검증되어 실제 탈염 시설에 많이 적용되고 있다.
그러나 이들 공정은 탈염 과정에서 에너지 비용이 높고 막 오염으로 인한 효율 저하 등의 문제점으로 점차 효과적이고 에너지 비용을 줄일 수 있는 새로운 탈염 기술에 대한 요구가 증가하고 있는 실정이다.
이러한 종래 탈염 기술들의 문제점에 기해 새로운 탈염 기술로 축전탈이온 반응장치(CDI, Capacitive Deionization)가 제시되는데, 축전탈이온 반응장치는 다공성 탄소전극에 물분해 반응을 유발시키지 않는 미량의 전류(0.1 내지 1.2볼트)를 공급하여 전기적으로 대전된 전극표면에 이온을 흡착, 제거하는 수처리 장치(공정)이다. 상기 축전탈이온 반응장치에서, 음이온은 양전극으로 이동하며, 양이온은 음전극으로 이동하여 흡착된다.
종래기술로서 대한민국 특허등록 제10-1022257호 등에서는 집전체와 일체로 된 탄소전극이 적층되도록 하되 각각의 집전체에 교번으로 양극 및 음극이 형성되도록 각각 전원을 병렬접지 연결하도록 하여 장치의 작동을 수행하도록 하는 기술을 제시한다.
그런데 복수의 집전체에 교번으로 모든 전극을 병렬식으로 전기적 연결을 하는 단극접속은 접지구조가 복잡하여 작업이 용이하지 않을뿐더러 접점의 과다로 인해 조립오차, 부적절 접지 등 기기고장으로 유도될 수 있는 문제가 있었다.
이러한 종래 기술을 해결하기 위한 방법으로, 각 축전탈이온 모듈에 배치된 전극들은 병렬 연결시키고, 복수의 축전탈이온 모듈들을 상호 직렬 연결시켜 전원공급장치에 연결시키도록 하는 방법이 제시되었다.
그러나 이 경우, 축전탈이온 모듈에 적층되는 복수의 전극들에 있어 동일 극성 예를 들면 양전극은 양전극끼리 음전극은 음전극끼리 전원 연결봉을 통해 일괄적으로 연결시키도록 하는데, 동일 극성을 갖는 전극 간은 상호 일정 거리가 이격되어야 하는 바, 상기 이격된 공간에서 연결봉 또는 전극의 미세한 유동으로도 접점 불량이 발생하게 됨으로써 전극의 정상적인 이온 흡착 공정을 수행하는데 많은 어려움이 있었다.
이에 전극의 불안정한 접속 구조를 개선하기 위하여 이격된 공간에서 전극 간에 안정적인 지지 및 접속하기 위한 도체 재질의 이격 수단을 개재하였으나 이 역시 반복적인 이온의 흡탈착 과정 내지 노후화에 내구성이 저하되는 등 근본적인 접속 불량 문제를 해결하기에는 어려움이 있다는 문제점이 있다.
대한민국 특허등록 제10-1022257호
따라서 본 발명의 목적은 축전탈이온 모듈에 전원을 공급함에 있어 전극 간 접점부위에서 발생할 수 있는 접속 불량을 방지함으로써 안정적인 전원공급이 이루어질 수 있도록 한 전극 간 접속 효율이 향상된 CDI 장치를 제공하고자 함이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제에 의한 전극 간 접속 효율이 향상된 CDI 장치는, 복수의 전극이 상하방향으로 일정 간격을 유지하면서 적층되는 축전탈이온 모듈 및 상기 축전탈이온 모듈의 전극으로 전원을 인가하는 전원부를 포함하는 CDI장치에 있어서, 상기 복수의 전극은, 이온이 탈,부착되는 본체와, 상기 본체의 중심부에 형성되는 유동홀 및 상기 본체의 일측면으로부터 평행하게 연장되는 수평면과 상기 수평면에 직교하는 방향으로 연장되는 수직면이 곡면으로 연결되어 상하방향으로 인접하는 수직면이 상호 접하게 되는 접속부를 포함하며, 상기 접속부의 방향이 일측과 타측을 각각 향하도록 교번 배치되는 제 1전극과 제 2전극으로 구성되고, 상기 전원부는, 상기 제 1전극과 제 2전극에 서로 다른 극성을 갖는 전원을 공급하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 본체는 그라파이트의 양면에 활성탄소가 코팅되며, 상기 접속부는 상기 본체의 그라파이트가 연장되는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 축전탈이온 모듈은, 평판 형상으로 상기 전극의 유동홀과 대면하는 위치에 통공이 형성되며 설정된 간격마다 상기 전극과 전극 사이에 개재되어 하나 이상의 전극스텍을 구획하도록 하는 구획판; 및 상기 접속부와 대응하는 형상으로 상기 구획판에 의해 구획되는 전극스텍과 전극스텍의 경계 부위에서 상기 전극의 접속부에 밀착되게 개재되는 전도성 금속 재질의 접속판;을 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제 1전극과 제 2전극이 적층됨에 의해 일측과 타측에서 연속적으로 형성되는 제 1전극 및 제 2전극의 수직면의 외측면에 각각 밀착되도록 배치되는 밀착판 및 상기 밀착판이 상기 제 1전극 및 제 2전극의 수직면의 외측면에 밀착될 수 있도록 가압력을 부여하는 밀착수단을 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 밀착판은, 전도성을 갖는 금속 재질로 구성되며, 상기 접속부는, 상기 수직면으로부터 상부 또는 하부 방향으로 연장되어 상기 밀착판과 접하게 되는 확장면을 더 포함하는 것이 특징이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 전극 간 접속 효율이 향상된 CDI 장치는 축전탈이온 모듈에 전원을 공급함에 있어 부품의 간소화를 도모하면서 전극 간 접속 면적을 최대화하여 접점부위에서 발생할 수 있는 접속 불량을 방지함으로써 안정적인 전원공급이 이루어질 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극의 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 축전탈이온 모듈의 전극 배치를 나타내는 측단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 축전탈이온 모듈의 단위 접속스텍 간 연결 상태를 나타내는 측단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접속판을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하우징의 구성을 나타내는 측단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하우징의 밀착판을 나타내는 측단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CDI장치의 작동상태를 설명하는 측단면도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극의 확장면을 나타내는 사시도.
이하 본 발명의 실시 예들을 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 축전탈이온 모듈의 전극 배치를 나타내는 측단면도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 축전탈이온 모듈의 단위 접속스텍 간 연결 상태를 나타내는 측단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접속판을 나타내는 사시도이다.
본 발명의 전극 간 접속 효율이 향상된 CDI 장치(이하 'CDI장치'라 칭함)는 복수의 전극(100)이 상하방향으로 일정 간격을 유지하면서 적층 구성되는 축전탈이온 모듈(10)과, 상기 축전탈이온 모듈(10)의 전극(100)으로 전원을 인가하기 위한 전원부(10)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 축전탈이온 모듈(10)은 수처리 용량을 고려하여 적어도 하나 이상 구비되어 상호 연결될 수 있다.
상기 축전탈이온 모듈(10)은 상기 복수의 전극(100)이 상하방향으로 이격 배치됨으로써 전극(100)과 전극(100) 사이에 유로를 형성하며, 상기 유로를 통과하는 유입수에 대한 이온을 선택적으로 흡착 또는 탈착하여 수처리를 수행할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 축전탈이온 모듈(10)의 전극(100)은 이온이 탈,부착되는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 중심부에 형성되어 상기 유로에서 이온의 흡착 과정을 거친 처리수가 유동하는 유동홀(120) 및 상기 본체(110)의 일측면으로부터 평행하게 연장되는 수평면(131)과 상기 수평면(131)에 직교하는 방향으로 연장되는 수직면(132)이 곡면(133)으로 연결되는 접속부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉 상기 전극(100)은 본체(110)의 일측면으로부터 연장되는 접속부(130)가 수평면(131)을 이루다가 곡면(133)으로 꺽어져 수직면(132)을 이루게 되는 형상을 갖는 것이다.
이러한 형상을 갖는 전극(100)은 앞서 언급한 바와 같이 상하 방향을 따라 적층됨으로써 상기 접속부(130) 특히 접속부(130)의 수직면(132)이 상호 연속적으로 겹쳐지게 되어 결과적으로 전극(100) 간 면접촉을 이루게 되며, 접점 부위을 보다 증대시키게 됨으로써 접속 불량을 최소화할 수 있게 된다.
이는 그라파이트 재질의 전극이 갖는 특성 예를 들면 그라파이트 전극의 수직 방향 전도성보다 면을 따라 흐르는 전도성이 우수한 특성을 이용하는 것으로, 본 발명에서는 상기 전극(100)의 이격 적층됨에도 면 접촉을 도모할 수 있게 되는 것이다.
상기 전극(100)은 전원 인가에 따라 이온을 흡착 또는 탈착할 수 있는 재질이면 어떠한 재질을 사용하여도 무방하다. 예를 들면 상기 전극(100)의 본체(110)는 그라파이트의 양면에 활성탄소가 코팅된 것일 수 있으며, 상기 접속부(130)는 상기 본체(100)에 있어 그라파이트가 연장되는 것일 수 있다.
상기 전극(100)은 상기 접속부(130)의 방향이 일측과 타측을 각각 향하게 교번 배치되어 상호 대칭을 이루도록 구성되어 있다.
이하에서는 상기 접속부(130)의 방향이 일측을 향하는 전극을 제 1전극(101)으로, 상기 접속부(130)의 방향이 타측을 향하는 전극(100)을 제 2전극(102)으로 구분하여 설명하기로 한다.
상호 대면하는 제 1전극(110)과 제 2전극(120)은 전원부(20)로부터 서로 다른 극성을 갖는 전원이 공급됨에 따라 선택적으로 이온의 흡착 또는 탈착이 이루어질 수 있다.
본 발명에서는 제 1전극(101)이 (+)전원을 공급받는 양전극으로, 상기 제 2전극(102)이 (-)전원을 공급받는 음전극으로 작용하는 예를 제시하고 있다.
그러나 본 발명에 있어 제 1전극(101)과 제 2전극(102)의 극성은 한정되지 않으며, 상기 전원부(20)의 선택적 전원 인가에 따른 이온의 흡착 또는 탈착 작동에 따라 제 1전극(101)과 제 2전극(102)은 음전극 또는 양전극으로 구성될 수 있음은 당연하다.
상기 제 1전극(101)과 제 2전극(102) 사이에는 이온의 탈착 과정에 따라 전원부(20)의 역전원 공급시 발생할 수 있는 전극(100)의 재흡착을 방지하기 위하여 재흡착 방지수단이 구비될 수 있다.
일 예로써 상기 재흡착 방지수단은 도 2에 도시된 바와 같이 메쉬 스페이서(103)와, 상기 메쉬 스페이서(103)에 있어 상기 제 1전극(101)과 제 2전극(102)이 대면하는 각 면에는 각각 음이온교환막(104)과 양이온교환막(105)이 침지 또는 도포되도록 적층될 수 있다.
한편 상기 축전탈이온모듈(10)은 선택된 둘 이상의 전극(100)이 하나의 단위 전극스텍(stack)을 이루도록 하며, 상기 단위 전극스텍을 구획하면서 전극(100)의 적층 갯수를 제한하여 단위 전극스텍의 높이를 일정하게 유지시키도록 하는 구획판(140)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 구획판(140)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 전극(100)의 유동홀(120)과 대면하는 위치에 통공(141)이 형성되어 유동홀(120)을 통과한 처리수가 이동할 수 있도록 하며, 설정된 간격마다 상기 전극(100)과 전극(100) 사이에 개재되어 하나 이상의 단위 전극스텍을 구획한다.
즉 상기 구획판(140)은 전극(100)의 적층 개수를 제한하기 위해 구비되는 것으로 전극(100)의 적층이 과도하게 많아지게 되어 전체 전극(100)의 두께가 불균일하게 되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이러한 구획판(140)은 전극(100)의 전체부위에 접하도록 안착될 수 있으나, 제작의 편의성을 위하여 전극(100)의 본체(110)와 접속부(130)의 수평면(131)에 안착될 수 있는 평판 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 전원부(20)는 상기 제 1전극(101)과 제 2전극(102)에 각각 서로 다른 극성을 갖는 전원을 인가하도록 하며, 전극(100)에 인가된 전원의 극성에 따라 유입수에 포함되는 음이온 또는 양이온이 흡착될 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면 상기 전극(100)은 상기 전원부(20)로부터 전원을 공급받기 위하여 상기 접속부(130)의 수평면(131)에 형성되는 제 1접속홀(134)을 더 포함할 수 있다.
이때 상기 전극(100)이 복수로 적층되어 단위 전극스텍을 구성함에 있어 상기 제 1접속홀(134)의 폭이 점차 좁아지는 것을 고려하여 상기 제 1접속홀(134)은 이하에서 설명하는 접속바(200)의 폭보다 상대적으로 크게 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 전원부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제 1전극(101)과 제 2전극(102)이 적층됨에 의해 일측과 타측에서 형성되는 제 1전극(101) 및 제 2전극(102)의 제 1접속홀(134)에 각각 수직방향으로 끼움 결합되어 상기 제 1전극(10)과 제 2전극(102)에 서로 다른 극성을 갖는 전원을 공급하기 위한 접속바(200)를 포함할 수 있다.
즉 상기 접속바(200)는 상기 축전탈이온모듈(10)의 일측 및 타측을 향하는 제 1전극(101)의 제 1접속홀(134)과 제 2전극(102)의 제 1접속홀(134)을 각각 관통하면서 접할 수 있도록 끼움 결합됨으로써 제 1전극(101)과 제 2전극(102)에 전기적으로 연결되어 서로 다른 극성의 전원을 공급하게 된다.
또한 상기 축전탈이온모듈(10)은 상기 접속부(130)와 대응하는 형상을 가지며 상기 단위 전극스텍마다 개재되는 접속판(150)을 더 포함할 수 있다.
상기 접속판(150)은 상기 구획판(140)에 의해 형성되는 전극스텍과 전극스텍의 경계 부위에서 상기 전극(100)의 접속부(130)에 밀착되게 개재되며, 상기 제 1접속홀(134)과 대면하는 위치에 제 2접속홀(151)이 형성되어 상기 제 1접속홀(134)과 제 2접속홀(151)을 관통하게 되는 접속바(200)에 접할 수 있게 된다.
이러한 접속판(150)은 전도성을 갖는 금속 재질로 구성되어 상기 접속바(200)로부터 공급되는 전원이 밀착된 전극(100)의 접속부(130) 전체면으로 전달될 수 있도록 하여 면 접촉을 통하여 접속 부위에서 안정적인 전원 전달이 이루어질 수 있도록 하며, 특히 일정한 탄성이 유지되어 외력 등으로부터 상기 접속부(130)의 변형을 방지하는 지지구로서의 역할을 수행하면서, 적층된 접속부(130)의 수직면(132)이 상기 접속바(200)에 완전하게 밀착될 수 있도록 한다.
또한 상기 접속판(150)은 그 탄성에 의해 일정한 힘으로 상호 밀착된 접속부(130)의 수직면(132)을 가압함으로써 면 방향 전도성이 우수한 그라파이트 전극 간에 더욱 효과적인 밀착과 유지가 이루어질 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하우징의 구성을 나타내는 측단면도이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하우징의 밀착판을 나타내는 측단면도이다. 그리고 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CDI장치의 작동상태를 설명하는 측단면도이고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극의 확장면을 나타내는 사시도이다.
한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 CDI 장치는 내부공간을 가지며 상기 축전탈이온모듈(10)을 상기 내부공간에 수용하는 하우징을 더 포함할 수 있다.
예를 들면 상기 하우징은 도 5에 도시된 바와 같이 중심부에 배출홀(301)이 구성된 상판(300)과, 중심부에 유입홀(311)이 구성된 하판(310) 및 상기 상판(300)과 하판(310) 사이의 측면을 밀폐하기 위한 복수의 측판(380)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 하우징은 하판(310)의 유입홀(311)을 통해 내부공간으로 유입수가 유입될 수 있으며, 복수의 전극(100)에 의해 이온의 흡착 과정을 거친 처리수가 상향 이동하면서 상기 상판(300)의 배출홀(301)을 통해 상기 내부공간으로부터 배출될 수 있도록 한다.
그리고 상기 상판(300) 및 하판(310)에는 상기 하우징의 내부공간을 향하는 내측면에 노출되면서 상기 전원부(20)의 접속바(200)와 접하는 전도성 소재의 전원공급블록(350)이 내재될 수 있으며,
이 경우 상기 전원부(20)는 상기 상판(300) 및 하판(310)의 측면을 관통하여 상기 전원공급블록(350)과 전기적으로 연결되는 전도성 소재의 전원공급봉(360)을 포함하여 구성될 수 있다.
일 예로 상기 전원공급봉(360)은 볼트 구조를 가질 수 있으며, 상기 전원공급블록(350)은 도 5에 도시된 바와 같이 내면에 나사산이 형성된 체결홀(351)이 구성되어 상기 전원공급봉(360)이 나사 결합을 통해 용이하게 접속할 수 있도록 할 수 있다.
그리고 상기 하우징은 상기 상판(300) 및 하판(310)을 관통하여 상판(300)과 하판(310) 간을 결합 및 고정하면서 상판(300)과 하판(310) 간의 간격을 조정하기 위한 복수의 체결볼트(330) 및 체결너트(340)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 CDI장치의 작동상태를 설명한다.
본 발명의 CDI 장치는 전원부(20)의 전원 인가에 따라 일측 및 타측에 각각 구성되는 전원공급봉(360)으로 서로 다른 극성을 갖는 전원을 공급함으로써 상기 축전탈이온모듈(10)이 작동할 수 있도록 한다.
먼저 전원의 전달과정을 설명하자면, 전원부(20)의 전원 공급의 경우 전원공급봉(360)을 통해 상판(300) 및 하판(310) 각각 내재되어 있는 전원공급블록(350)으로 전달될 수 있으며, 상기 전원공급블록(350)과 접한 접속바(200)를 통해 각 전극(100)의 접속부(130)로 인가될 수 있다.
일측에 위치한 복수의 접속부(130)에는 상기 전원부(20)로부터 (+)전원을 전달받게 됨으로써 제 1전극(101)은 양전위를 갖게 되고, 반대로 타측에 위치한 복수의 접속부(130)에는 상기 전원부(20)로부터 (-)전원을 전달받게 되어 제 2전극(102)의 경우는 음전위를 갖게 되어 상호 한 쌍의 전극(100) 간에는 양이온 및 음이온을 각각 흡착할 수 있게 된다.
그리고 하우징의 하판(310)의 유입홀(311)을 통해 유입되는 유입수는 하판(310)에 내재된 분배판(320)을 통해 적층 구성된 복수의 전극(100)의 외곽에서 상부 방향으로 유동하게 되는데, 이 과정에서 상기 유입수는 전극(100) 간에 형성되는 유로로 유도되어 전극(100)의 흡착면과 대면하게 되고 대면한 전극(100)의 극성에 따라 양이온 또는 음이온이 흡착된다.
이온의 흡착 과정을 거친 처리수는 전극(100)의 중심부에 구성되는 유동홀(120)과 구획판(140)의 통공(141)을 따라 상부 방향으로 이동하게 되고 최종적으로 상기 처리수는 최상단에 위치한 단위 전극스텍의 유동홀(120)와 연통되는 상판(300)의 배출홀(301)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 하우징은 상기 제 1전극(101)과 제 2전극(102)이 적층됨에 의해 일측과 타측에서 연속적으로 형성되는 제 1전극(101) 및 제 2전극(102)의 수직면(132)의 외측면에 각각 밀착되는 밀착판(370)을 더 포함할 수 있다.
상기 밀착판(370)은 상기 하우징의 내부 공간에서 상기 측판(380) 및 상기 접속바(200)와 평행하게 배치되며, 일측 및 타측에 각각 복수로 배치되는 제 1전극(101) 및 제 2전극(102)의 수직면(132) 외측면과 면접촉되어 있다.
이때 상기 밀착판(370)의 경우 각 수직면(132)과 면 접촉됨에 있어 진동 등에도 접촉 상태가 일정하게 유지될 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
일 예로 상기 밀착판(370)은 상기 수직면(132)의 외측면에 밀착되는 힘이 일정하게 유지될 수 있도록 탄성을 갖는 것이 타당한 바, 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 측판(380)을 향하는 일 측면에 복수의 지지돌기를 형성하고, 일측이 상기 지지돌기에 끼워져 지지되면서 타측은 상기 지지돌기와 대면하는 상기 측판(380)의 내측면과 접하도록 구성되어 일정한 탄성을 부여하는 복원스프링을 구비할 수 있다.
다른 예로, 상기 밀착판(370)이 상기 제 1전극(101) 및 제 2전극(102)의 수직면(132)의 외측면에 밀착될 수 있도록 일정한 가압력을 부여하는 밀착수단이 별도로 구비될 수도 있다. 이러한 밀착수단은 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 하우징의 내부공간에서 상기 밀착판(370)의 길이방향을 따라 밀착판(370)의 일측면에 결합되는 복수의 조정볼트(390)을 포함할 수 있으며 이러한 조정볼트(390)를 회전시켜 밀착판(370)의 좌우 이동을 조정하여 상기 밀착판(370)이 상기 수직면(132)의 외측면을 일정한 힘으로 가압하게 할 수 있다.
여기서 상기 밀착판(370)은 전도성을 갖는 금속 재질로 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 접속부(130)는 상기 수직면(132)으로부터 상부 또는 하부 방향으로 연장되어 상기 밀착판(370)과 접하게 되는 확장면(135)을 더 포함할 수 있다.
일 예로 상기 확장면(135)은 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 상기 접속부(130)의 제 1접속홀(134)을 제조하는 과정에서 상기 제 1접속홀(134)의 일부를 절개하고 절개부위를 상부 또는 하부 방향으로 절첩하여 형성된 것일 수 있다.
이와 같은 확장면(135)은 상기 밀착판(370)의 접촉 면적을 증대시켜 밀착판(370)을 통한 전원 전달이 보다 원활하게 수행될 수 있도록 한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
10 : 축전탈이온 모듈 20 : 전원부
100 : 전극 101 : 제 1전극
102 : 제 2전극 103 : 메쉬스페이서
104 : 음이온교환막 105 : 양이온교환막
110 : 본체 120 : 유동홀
130 : 접속부 131 : 수평면
132 : 수직면 133 : 곡면
134 : 제 1접속홀 135 : 확장면
140 : 구획판 141 : 통공
150 : 접속판 151 : 제 2접속홀
200 : 접속바 300 : 상판
301 : 배출홀 310 : 하판
311 : 유입홀 320 : 분배판
321 : 분배홀 330 : 체결볼트
340 : 체결너트 350 : 전원공급블록
351 : 체결홀 360 : 전원공급봉
370 : 밀착판 380 : 측판
390 : 조정볼트

Claims (5)

  1. 복수의 전극이 상하방향으로 일정 간격을 유지하면서 적층되는 축전탈이온 모듈 및 상기 축전탈이온 모듈의 전극으로 전원을 인가하는 전원부를 포함하는 CDI장치에 있어서,
    상기 복수의 전극은,
    이온이 탈,부착되는 본체와, 상기 본체의 중심부에 형성되는 유동홀 및 상기 본체의 일측면으로부터 평행하게 연장되는 수평면과 상기 수평면에 직교하는 방향으로 연장되는 수직면이 곡면으로 연결되어 상하방향으로 인접하는 수직면이 상호 접하게 되는 접속부를 포함하며, 상기 접속부의 방향이 일측과 타측을 각각 향하도록 교번 배치되는 제 1전극과 제 2전극으로 구성되고,
    상기 전원부는,
    상기 제 1전극과 제 2전극에 서로 다른 극성을 갖는 전원을 공급하는 것을 특징으로 하고,
    상기 축전탈이온 모듈은,
    평판 형상으로 상기 전극의 유동홀과 대면하는 위치에 통공이 형성되며 설정된 간격마다 상기 전극과 전극 사이에 개재되어 하나 이상의 전극스텍을 구획하도록 하는 구획판; 및
    상기 접속부와 대응하는 형상으로 상기 구획판에 의해 구획되는 전극스텍과 전극스텍의 경계 부위에서 상기 전극의 접속부에 밀착되게 개재되는 전도성 금속 재질의 접속판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 간 접속 효율이 향상된 CDI 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체는 그라파이트의 양면에 활성탄소가 코팅되며, 상기 접속부는 상기 본체의 그라파이트가 연장되는 것을 특징으로 하는 전극 간 접속 효율이 향상된 CDI 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1전극과 제 2전극이 적층됨에 의해 일측과 타측에서 연속적으로 형성되는 제 1전극 및 제 2전극의 수직면의 외측면에 각각 밀착되도록 배치되는 밀착판 및 상기 밀착판이 상기 제 1전극 및 제 2전극의 수직면의 외측면에 밀착될 수 있도록 가압력을 부여하는 밀착수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 간 접속 효율이 향상된 CDI 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 밀착판은,
    전도성을 갖는 금속 재질로 구성되며,
    상기 접속부는,
    상기 수직면으로부터 상부 또는 하부 방향으로 연장되어 상기 밀착판과 접하게 되는 확장면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 간 접속 효율이 향상된 CDI 장치.
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