KR102333877B1

KR102333877B1 - 탈염전극 및 탈염전극 제조방법, 전극모듈 및 탈염모듈

Info

Publication number: KR102333877B1
Application number: KR1020200008104A
Authority: KR
Inventors: 강경석; 이경한; 박남수; 유현우; 류보형
Original assignee: (주) 시온텍; 주식회사 경동나비엔
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2021-12-03
Also published as: WO2021149855A1; KR20210094393A

Abstract

본 발명은 이온흡착층 및 이온분리막이 양단에 형성된 탈염전극, 상기 탈염전극이 적층 형성되는 전극모듈, 상기 전극모듈을 수용하여 물과 이온을 분리하는 탈염유닛에 대한 발명이다. 구체적으로 원형 판재형상이며, 내부에 제1구멍(111)이 형성된 집전체(110); 집전체 일면에 위치하며, 판재형상이며, 다공성으로 형성된 제1흡착층(121); 집전체 타면에 위치하며, 판재형상이며, 다공성으로 형성된 제2흡착층(131); 상기 제1흡착층 표면에 위치하는 제1이온분리막(122); 상기 제2흡착층 표면에 위치하는 제2이온분리막(132);을 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

탈염전극 및 탈염전극 제조방법, 전극모듈 및 탈염모듈 {Deionization electrode, apparatus and method for deionization electrode, electrode module and deionization module}

본 발명은 이온흡착층 및 이온분리막이 양단에 형성된 탈염전극, 상기 탈염전극이 적층 형성되는 전극모듈, 상기 전극모듈을 수용하여 물을 이온분리하는 탈염유닛에 대한 발명이다. 또한 탈염전극의 생산방법에 대한 발명이다.

특허문헌 001은 축전식 탈염전극의 제조방법에 대한 것으로, (a) 그라펜 용액을 제조하는 단계: (b) 상기 그라펜 용액을 그라파이트 시트에 코팅하거나 그라파이트 분말과 혼합하여 시트를 제조하여 집전체 전구체를 제조하는 단계: (c) 상기 집전체의 전구체를 환원시켜 그라펜 코팅 층(막) 또는 그라펜-그라파이트 복합시트 형태의 집전체를 제조하는 단계: (d) 이온성 혹은 비이온성 고분자 수지 또는 그라펜 용액에서 선택되는 하나 이상과 전극활물질을 포함하는 제 1조성물; 또는 이온성 혹은 비이온성 고분자 수지에서 선택되는 어느 하나 이상과 그라펜 용액으로 코팅 후 환원한 전극활물질을 포함하는 제 2조성물; 에서 선택되는 어느 하나의 조성물을 상기 집전체에 도포하거나 칼랜더링하여 활성층을 제조하는 단계; 및 (e) 가교 가능한 이온선택성 바인더 수지, 가교제, 단량체를 포함한 이온선택성 바인더 용액으로 상기 활성층 표면을 코팅하고 가교하여 이온선택성 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 제시하고 있다.

특허발명 002는 CDI모듈 및 그 제조방법에 대한 것으로, (a) 이온교환 수지, 가교 가능한 이온교환 수지 또는 비이온성 수지에서 선택되는 하나 이상의 수지와 전극활물질을 포함하는 제 1 조성물을 제조하는 단계; (b) 상기 제 1 조성물을 집전체에 도포하거나, 칼랜더링 가공하여 활성층을 제조하는 단계; 및 (c) 가교 가능한 이온교환 수지, 가교제, 단량체 및 중합개시제를 포함한 이온선택성 고분자매트릭스용액으로 상기 활성층 표면을 코팅하고, 가교시키는 단계; 를 포함하는 이온선택성 축전식 탈염 전극의 제조방법 및 이온선택성 축전식 탈염 전극을 스페이서와 순차적으로 적층하여 용존이 온수의 유입구와 유출구가 존재하는 케이스에 넣은 형태인 CDI 모듈에 관한 기술을 제시하고 있다.

KR 10-1207463 B1 (등록일자 2012년11월27일) KR 10-1237258 B1 (등록일자 2013년02월20일)

본 발명은 이온흡착층 및 이온분리막이 양단에 형성된 탈염전극, 상기 탈염전극이 적층 형성되는 전극모듈, 상기 전극모듈을 수용하여 물과 이온을 분리하는 탈염유닛에 대한 발명이다. 또한 탈염전극의 생산방법에 대한 발명이다.

종래발명들의 문제점을 해결하기 위한 것이며, 본 발명은 축전식 탈염전극 (100)에 대한 발명이며, 원형 판재형상이며, 내부에 제1구멍(111)이 형성된 집전체 (110); 집전체 일면에 위치하며, 판재형상이며, 다공성으로 형성된 제1흡착층(121); 집전체 타면에 위치하며, 판재형상이며, 다공성으로 형성된 제2흡착층(131); 상기 제1흡착층 표면에 위치하는 제1이온분리막(122); 상기 제2흡착층 표면에 위치하는 제2이온분리막(132);을 포함하는 구성으로 이루어진다.

본 발명은 축전식 탈염전극 제조방법에 대한 발명이며, 그라파이트 판재가 공급되는 제1공급단계(S100); 상기 제1공급단계 후, 그라파이트 일면에 제1흡착층 및 타면에 제2흡착층을 부착하는 흡착층 부착단계 (S300); 상기 흡착층 부착단계 후, 제1흡착층 및 제2흡착층 표면에 이온분리막을 부착하는 이온분리막 부착단계(S500);를 포함하는 구성으로 이루어진다.

본 발명은 축전식 전극모듈(200)에 대한 발명이며, 실시예 1-1 의 탈염전극 (100)이 복수로 적층되며; 상기 탈염전극 사이에 유로가 형성된 스페이서(220)가 위치하는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.

본 발명은 탈염유닛(300)에 대한 발명이며, 원통형상의 용기몸체(310); 상기 몸체 일단에 형성되며, 투입구(321)가 형성된 제1커버(320); 상기 몸체 타단에 형성되며, 배출구(331)가 형성된 제2커버(330); 상기 용기몸체 내부에 직렬로 배치되는 청구항 3의 전극모듈(200); 상기 제1커버 및/또는 제2커버로 관통되어 돌출되며, 상기 전극모듈에 전원을 공급하는 전원공급단자(430);를 포함하는 구성으로 이루어진다.

본 발명은 집전체 또는 통전판으로 직류전류를 공급받으며, 용존된 이온을 흡착층 및 이온분리막에 의해 물에서 선택적으로 분리하는 효과를 가진다.

본 발명은 드럼에서 공급되는 그라파이트 판재 일면 및 타면에 에 제1흡착층 및 제2흡착층을 형성하며, 이어서 이온분리막을 형성하며, 연속공정에 의한 자동화로 생산하므로 생산성을 향상시키는 효과를 가진다.

본 발명의 탈염전극은 원통형상으로 형성되며, 원판내부에 2개의 대칭홈을 형성하며, 상기 대칭홈 중 일부에만 통전돌기를 형성하므로 모노폴라 탈염전극 생산시 단자봉이 원통외부로 돌출되지 않는 효과를 가진다.

본 발명은 복수의 탈염유닛을 직렬 또는 병렬로 조합 가능하므로 생산량을 필요에 따라 용이하게 조절하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 축전식 탈염전극 평면도.
도 2는 본 발명의 축전식 탈염전극 조합으로 이루어진 전극모듈 단면도.
도 3은 본 발명의 전극모듈을 수용하는 탈염유닛의 단면도.
도 4는 본 발명의 탈염유닛 결합부 상세도.
도 5는 본 발명의 탈염유닛 결합 실시예 개념도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.

[실시예 1-1] 본 발명은 축전식 탈염전극(100)에 대한 것이며, 원형 판재형상이며, 내부에 제1구멍(111)이 형성된 집전체(110); 집전체 일면에 위치하며, 판재형상이며, 다공성으로 형성된 제1흡착층(121); 집전체 타면에 위치하며, 판재형상이며, 다공성으로 형성된 제2흡착층(131); 상기 제1흡착층 표면에 위치하는 제1이온분리막(122); 상기 제2흡착층 표면에 위치하는 제2이온분리막(132);을 포함하는 구성으로 이루어진다.

[실시예 1-2] 본 발명은 축전식 탈염전극(100)에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 집전체는 그라파이트 재질로 형성되는 것;을 포함한다.

[실시예 1-3] 본 발명은 축전식 탈염전극(100)에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1흡착층 및 제2흡착층은 활성탄으로 형성되는 것;을 포함한다.

[실시예 1-4] 본 발명은 축전식 탈염전극(100)에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1이온분리막 및 제2이온분리막은 극성이 상이한 것;을 포함한다.

[실시예 1-5] 본 발명은 축전식 탈염전극(100)에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1이온분리막 및 제2이온분리막은 극성이 동일한 것;을 포함한다.

[실시예 1-6] 본 발명은 축전식 탈염전극(100)에 대한 것이며, 실시예 1-5에 있어서, 상기 탈염전극 모서리에 대칭되며, 홈 형상으로 이루어진 제1홈(141); 및 제2홈(142); 상기 제1홈 내부에 돌출되며, 돌기형상이며, 관통된 제2구멍(143)이 형성된 통전돌기(144);를 포함한다.

본 발명(실시예 1-1 내지 1-6, 도 1, 2참조)은 축전식 탈염전극에 대한 것이다. 주요구성은 집전체, 제1흡착층, 제2흡착층, 제1이온분리막, 제2이온분리막으로 구성된다. 주요구성의 결합관계는 중심부에 집전체가 판재형태로 위치하며, 집전체 의 양면에는 균일한 두께의 제1흡착층 및 제2흡착층을 부착한다. 제1흡착층 및 제2흡착층에는 제1이온분리막 및 제2이온분리막을 부착한다. 집전체는 직류전원를 공급받으며, 제1흡착층 및 제2흡착층은 이온 중 일부만을 흡수하며, 나머지 이온은 이온분리막에 의해 진입을 차단한다. 이온분리막의 극성에 따라 분리된 이온의 진입여부를 결정할 수 있다. 집전체는 그라파이트 재질을 사용한다. 이는 전류전달 및 내식성을 목적으로 한다. 제1, 2흡착층은 탄소분말 및 바인더의 혼합으로 제조된 할성탄을 사용한다. 제1이온분리막 및 제2이온분리막 극성이 상이한 경우, 바이폴라 방식으로 사용되며, 제1이온분리막 및 제2이온분리막 극성이 동일한 경우, 모노폴라 방식으로 사용된다. 바이폴라 방식은 원판으로 형성된다. 모노폴라 방식은 원판으로 형성되며, 중심선을 기준으로 양단에 제1홈 및 제2홈을 형성한다. 제1홈의 내부에는 돌출된 돌기(통전돌기)를 형성하며, 상기 돌기는 전류공급용으로 활용된다. 통전돌기는 전류공급용 단자봉을 결합하기 위해 구멍을 형성한다. 상기 구멍은 슬롯형태로 이루어지며, 상기 슬롯의 방향은 원판의 중심방향으로 형성된다.

[실시예 2-1] 본 발명은 축전식 탈염전극 제조방법에 대한 것이며, 그라파이트 판재가 공급되는 제1공급단계(S100); 상기 제1공급단계 후, 그라파이트 일면에 제1흡착층 및 타면에 제2흡착층을 부착하는 흡착층 부착단계 (S300; 상기 흡착층 부착단계 후, 제1흡착층 및 제2흡착층 표면에 이온분리막을 부착하는 이온분리막 부착단계(S500);를 포함하는 구성으로 이루어진다.

[실시예 2-2] 본 발명은 축전식 탈염전극 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 흡착층 부착단계는 제1흡착층 및 제2흡착층이 동시 또는 순차로 부착되는 것;을 포함한다.

[실시예 2-3] 본 발명은 축전식 탈염전극 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 이온분리막 부착단계는 제1이온분리막 및 제2이온분리막이 동시 또는 순차로 부착되는 것;을 포함한다.

[실시예 2-4] 본 발명은 축전식 탈염전극 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 흡착층 부착단계 전, 탄소분말의 크기를 일정하게 선별하는 크기선별단계(S210); 교반기에 바인더 및 탄소분말을 정량으로 공급하는 흡착재료공급단계(S220); 탄소분말 및 바인더가 교반기에 의해 교반되는 흡착재료 교반단계(S230);를 포함한다.

[실시예 2-5] 본 발명은 축전식 탈염전극 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 흡착층 부착단계 후, 흡착층 두께를 균일하게 하는 흡착층두께제어단계(S320);를 포함한다.

[실시예 2-6] 본 발명은 축전식 탈염전극 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-5에 있어서, 상기 두께제어단계 후, 건조로에서 흡착층을 건조하는 흡착층건조단계(S330);를 포함한다.

[실시예 2-7] 본 발명은 축전식 탈염전극 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 이온분리막 부착단계 후, 탈염전극을 판재모양으로 절단하는 절단단계(S600);를 포함한다.

본 발명은 축전식 탁염전극의 제조방법을 나타낸다. 본 발명의 제조방법은 연속자동생산을 목적으로 하며, 이는 생산성을 높일 수 있다. 그라파이트 판재는 원통형상의 릴에 감겨진 상태로 존재하며, 전진적으로 풀려서 판재형태로 공급된다. 공급되는 그라파이트 판재 일면에 제1흡착층을 생성한다. 제1흡착층은 그라파이트 판재 일면에서 고착되며, 다시 그라파이트 판재 타면에는 제2흡착층을 형성한다. 제1흡착층 및 제2흡착층이 그라파이트 판재와 부착되기 위해, 이송과정 중 건조로에 의해 건조된다. 그라파이트 판재의 양면에 제1흡착층 및 제2흡착층이 부착된 후에는, 제1흡착층에는 제1이온분리막을 부착하며, 제2흡착층에는 제2이온분리막을 부착한다. 바이폴라 전극 및 모노폴라 전극에 따라 제 1, 2 이온분리막의 극성은 동일하게 또는 상이하게 한다. 제1, 2흡착층은 탄소분말로 제조되며, 탄소분말을 판재형태로 형성하고, 그라파이트 판재에 용이하게 부착되기 위해 바인더로 혼합된다. 또한 상기 바인더는 건조과정중 기공을 형성한다. 흡착층의 흡착효율을 높이기 위해 균일한 크기의 탄소분말이 사용되어야 한다. 이를 위해 크기선별단계가 포함되며, 탄소분말 및 바인더의 합성비율에 따라 기공의 크기 및 접착력이 변화되므로 일정한 비율로 공급되어야 한다. 따라서 흡착 재료 공급단계가 요구된다. 탈염전극의 균질한 효과를 얻기 위해, 흡착층의 두께 및 밀도가 일정해야 되며, 이는 흡착층 두께제어단계에서 이루어진다. 흡착층 두께제어단계는 롤러에 의해 두께가 제어된다. 이온분리막이 부착된 이후에는 원판형태로 절단하기 위해 절단단계를 포함한다. 상기 절단단계는 커터에 의해 프레스가공으로 절단되거나, 레이저 절단기 등을 이용하여 절단할 수 있다.

[실시예 3-1] 본 발명은 축전식 전극모듈(200)에 대한 것이며, 실시예 1-1 의 탈염전극(100)이 복수로 적층되며; 상기 탈염전극 사이에 유로가 형성된 스페이서(220)가 위치하는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.

[실시예 3-2] 본 발명은 축전식 전극모듈(200)에 대한 것이며, 실시예 3-1에 있어서, 실시예 1-6의 탈염전극의 통전돌기(144)가 격층으로 배치되며, 상기 통전돌기가 상호 접촉되어 하나의 단자봉(230)으로 결합되는 것;을 포함한다.

[실시예 3-3] 본 발명은 축전식 전극모듈(200)에 대한 것이며, 실시예 3-2에 있어서, 상기 단자봉은 상기 제2구멍에 삽입되며, 상기 단자봉 및 통전돌기를 고정하는 고정체(240);를 포함한다.

[실시예 3-4] 본 발명은 축전식 전극모듈(200)에 대한 것이며, 실시예 3-3에 있어서, 상기 단자봉 외주면에 나사산을 형성하며, 상기 고정체는 상기 나사산과 나사 결합되는 너트로 형성된다.

[실시예 3-5] 본 발명은 축전식 전극모듈(200)에 대한 것이며, 실시예 3-2에 있어서, 상기 고정체, 상기 단자봉, 상기 통전돌기는 코팅층(250)으로 덮여지는 것;을 포함한다.

[실시예 3-6] 본 발명은 축전식 전극모듈(200)에 대한 것이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 탈염전극은 40 내지 60층으로 형성되며, 바람직하게는 50층으로 형성되는 것;을 포함한다.

[실시예 3-7] 본 발명은 축전식 전극모듈(200)에 대한 것이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 탈염전극과 동일형상 및 크기이며, 축전식 전극모듈 일면 및 타면에 위치하는 통전판(261);을 포함한다.

본 발명(실시예 3-1 내지 3-6, 도2참조)은 축전식 전극모듈에 대한 것이다. 축전식 전극모듈은 앞에서 제시한 탈염전극을 복수로 적층하여 원통형상으로 형성된다. 각각의 탈염전극 사이에는 스페이서를 위치시키며, 스페이서는 유로 역할을 한다. 즉, 물이 유동되는 공간이며, 물은 스페이서를 유동하는 과정 중 이온과 분리된다.

본 발명의 탈염전극은 원판형태로 이루어지며, 중심부에는 제1구멍을 형성한다. 복수로 적층된 탈염전극은 제1구멍들이 동일한 위치에 존재한다. 투입구로 공급된 물은 용기몸체 내부의 원주방향으로 진입되며, 스페이서를 통과하며, 제1구멍으로 모여진다. 제1구멍에 모여진 물은 이온이 분리된 상태이며, 배출구로 배출된다.

모노폴라 전극모듈에 있어서, 탈염전극 양단에는 동일한 극성의 이온분리막을 형성하며, 적층된 탈염전극들은 각각 상이한 극성의 이온분리막을 마주하도록 배치한다. 바이폴라 전극모듈에 있어서, 탈염전극 양단에는 상이한 극성의 이온분리막을 형성하며, 적층된 탈염전극들은 각각 상이한 극성의 이온분리막을 마주하도록 배치한다. 전압인가에 있어서, 모노폴라 전극모듈은 각각의 집전체에 전압을 직접 인가하며, 탈염전극의 층별로 상이한 전압을 교차적으로 인가하한다. 반면, 바이폴라 전극모듈은 복수로 적층된 탈염전극들의 양측에 통전판을 위치시키며, 상기 통전판은 각각 상이한 극성의 전압을 인가한다. 모노폴라 전극모듈은 2개의 단자봉을 이용하여 복수로 적층된 탈염전극의 집전체에 각각 상이한 극성의 전압을 인가한다. 2개의 단자봉은 적층된 탈염전극 양단에 대칭으로 삽입되며, 삽입된 상기 단자봉들은 탈염전극들과 교차적으로 접촉된다. 즉, 적층된 탈염전극마다 순차적으로 상이한 전압을 인가할 수 있다. 모노폴라 탈염전극은 대각선 방향으로 제1홈 및 제2홈이 형성되며, 제1에는 통전돌기가 돌출된다. 상기 통전돌기에는 제2구멍을 형성한다. 즉, 1층의 탈염전극 제1홈 및 2층의 탈염전극은 제2홈이 마주되며, 이는 반복적으로 이루어진다. 제1홈의 통전돌기에 형성된 제2구멍을 통해 단자봉이 삽입되며, 단자봉은 고정체로 고정된다.

[실시예 4-1] 본 발명은 탈염유닛(300)에 대한 것이며, 원통형상의 용기몸체(310); 상기 몸체 일단에 형성되며, 투입구(321)가 형성된 제1커버(320); 상기 몸체 타단에 형성되며, 배출구(331)가 형성된 제2커버(330); 상기 용기몸체 내부에 직렬로 배치되는 실시예 3-1의 전극모듈(200); 상기 제1커버 및/또는 제2커버로 관통되어 돌출되며, 상기 전극모듈에 전원을 공급하는 전원공급단자(430);를 포함하는 구성으로 이루어진다.

[실시예 4-2] 본 발명은 탈염유닛(300)에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 탈염유닛은 복수로 결합되는 것;을 포함한다.

[실시예 4-3] 본 발명은 탈염유닛(300)에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 탈염유닛은 직렬 또는 병렬로 결합되는 것;을 포함한다.

[실시예 4-4] 본 발명은 탈염유닛(300)에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 전원공급단자 및 상기 단자봉이 결선되는 것;을 포함한다.

[실시예 4-5] 본 발명은 탈염유닛(300)에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 전원공급단자 및 상기 통전판이 결선되는 것;을 포함한다.

본 발명(실시예 4-1 내지 4-5, 도3, 4, 5참조)은 탈염유닛에 대한 것이다. 탈염유닛은 밀폐된 용기형태로 이루어지며, 상기 용기내부에는 앞에서 제시한 전극모듈을 복수로 삽입한다. 탈염유닛은 원통형상의 용기몸체를 구성하며, 용기몸체 양측은 제1커버 및 제2커버를 결합한다. 상기 제1커버 및 제2커버는 전원공급단자를 위치시키며, 외부의 직류전원을 공급받는다. 전원공급단자로부터 공급된 전원은 전원공급단자를 통해 용기 내부에 수용된 전극모듈로 전원을 공급한다. 정수유량을 제어 및 정수효율을 제어하기 위해, 복수개의 탈염유닛이 직렬 또는 병렬로 조합되어 배치될 수 있다. 직렬로 배치되는 경우, 2개의 탈염유닛이 접촉되어 결합되며, 첫번째 탈염유닛의 제2커버 배출구는 두번째 탈염유닛 제1커버 투입구와 연통된다. 즉, 첫번째 탈염유닛에서 정수된 물이 두번째 탈염유닛에서 2차로 정수된다. 용기몸체 일측의 전원공급단자에는 음전류를 공급하며, 타측의 전원공급단자에는 양전류를 공급한다. 2개의 용기몸체가 직렬로 결합되는 경우, 각각의 결합부에는 동일한 전류를 형성된다. 상이한 전류가 형성될 경우, 쇼트가 발생될 수 있으며, 이는 전원공급단자의 손상뿐만 아니라 에너지 소실의 원인이 된다.

[실시예 4-6] 본 발명은 탈염유닛(300)에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 일측이 상기 용기몸체의 내주연에 위치하며, 타측이 상기 전극모듈 외주연에 위치하는 간극유지체(350);를 포함한다.

[실시예 4-7] 본 발명은 탈염유닛(300)에 대한 것이며, 실시예 4-6에 있어서, 상기 간극유지체는 용기몸체와 일체로 형성되거나 또는 분리되는 것;을 포함한다.

[실시예 4-8] 본 발명은 탈염유닛(300)에 대한 것이며, 실시예 4-7에 있어서, 상기 간극유지체는 용기몸체의 길이방향을 따라 형성되며, 복수로 형성되며, 균일간격으로 배치되는 간격유지돌기로 이루어진다.

[실시예 4-9] 본 발명은 탈염유닛(300)에 대한 것이며, 실시예 4-7에 있어서, 상기 간격유지체는 원통형 프레임으로 이루어지며, 상기 용기몸체 및 상기 전극모듈 사이에 끼워맞춤 결합되는 것;을 포함한다.

본 발명(실시예 4-6 내지 4-9)은 탈염유닛의 형상 및 전극모듈의 배치에 대한 것이다. 용기몸체의 내부형상은 원통형상으로 형성되며, 전극모듈의 외부형상은 원통형상으로 형성된다. 즉, 전극모듈들은 용기몸체 내부에 삽입되며, 전극모듈의 외주연 및 용기몸체의 내주연은 간격을 형성한다. 상기 간격은 전극모듈을 통해 배출된 물이 모아지는 공간이며, 모아진 물은 제2커버를 통해 외부로 배출되어야 한다. 상기 공간은 물이 정체되는 것을 방지하기 위해 최소화 하며, 편향되어 모아지는 것을 방지하기 위해 간극유지체를 삽입한다. 상기 간극유지체는 용기몸체 내부에 돌기형상으로 형성되어 일체로 형성될 수 있으며, 또는 프레임 형태로 이루어져, 용기몸체 및 전극모듈 사이에 끼워맞춤 결합될 수 있다.

100 : 탈염전극
110 : 집전체
111 : 제1구멍
121 : 제1흡착층
122 : 제1이온분리막
131 : 제2흡착층
132 : 제2이온분리막
141 : 제1홈
142 : 제2홈
143 : 제2구멍
144 : 통전돌기
200 : 전극모듈
220 : 스페이서
230 : 단자봉
240 : 고정체
250 : 코팅층
261 : 통전판
300 : 탈염유닛
310 : 용기몸체
320 : 제1커버
321 : 투입구
330 : 제2커버
331 : 배출구
350 : 간극유지체
430 : 전원공급단자
S100 : 제1공급단계
S210 : 크기선별단계
S220 : 흡착재료공급단계
S230 : 흡착재료 교반단계
S300 : 흡착층 부착단계
S320 : 흡착층두께제어단계
S330 : 흡착층건조단계
S500 : 이온분리막 부착단계
S600 : 절단단계

Claims

축전식 탈염전극(100)에 있어서,
원형 판재형상이며, 내부에 제1구멍(111)이 형성된 집전체(110);
집전체 일면에 위치하며, 판재형상이며, 다공성으로 형성된 제1흡착층(121);
집전체 타면에 위치하며, 판재형상이며, 다공성으로 형성된 제2흡착층(131);
상기 제1흡착층 표면에 위치하는 제1이온분리막(122);
상기 제2흡착층 표면에 위치하는 제2이온분리막(132);
상기 집전체(110)의 외주연에서 대칭되게 배치되며, 홈 형상으로 이루어진 제1홈(141) 및 제2홈(142);
상기 제1홈 내부에 돌출되며, 돌기형상이며, 관통된 제2구멍(143)이 형성된 통전돌기(144);를 포함하고,
상기 제1흡착층 및 제2흡착층은 탄소분말로 제조되는 활성탄으로 형성되고,
상기 활성탄의 탄소분말은 일정한 크기로 형성되며,
상기 제1흡착층 및 제2흡착층의 두께는 균일하게 형성되는 것
을 포함하는 축전식 탈염전극.
축전식 탈염전극 제조방법에 있어서,
그라파이트 판재가 공급되는 제1공급단계(S100);
상기 제1공급단계 후, 그라파이트 일면에 제1흡착층 및 타면에 제2흡착층을
부착하는 흡착층 부착단계 (S300);
상기 흡착층 부착단계 후, 제1흡착층 및 제2흡착층 표면에 이온분리막을 부착하는 이온분리막 부착단계(S500);
상기 흡착층 부착단계 전, 탄소분말의 크기를 일정하게 선별하는 크기선별단계(S210);
교반기에 바인더 및 탄소분말을 정량으로 공급하는 흡착재료공급단계(S220);
탄소분말 및 바인더가 교반기에 의해 교반되는 흡착재료 교반단계(S230);
상기 흡착층 부착단계 후, 흡착층 두께를 균일하게 하는 흡착층두께
제어단계(S320);를 포함하며,
상기 그라파이트 판재 외주연에서 대칭되게 배치되며 홈 형상으로 이루어진 제1홈(141) 및 제2홈(142)을 형성하고,
상기 제1홈 내부에 돌출되며, 돌기형상이며, 관통된 제2구멍(143)이형성된 통전돌기(144)를 형성하며,
상기 통전돌기에 단자봉(230)을 결합하는 것을 포함하는 축전식 탈염전극 제조방법.
축전식 전극모듈(200)에 있어서,
청구항 1 의 탈염전극(100)이 복수로 적층되며;
상기 탈염전극 사이에 유로가 형성된 스페이서(220)가 위치하는 것;을 포함하는 축전식 전극모듈.
탈염유닛(300)에 있어서,
원통형상의 용기몸체(310);
상기 용기몸체 일단에 형성되며, 투입구(321)가 형성된 제1커버(320);
상기 용기몸체 타단에 형성되며, 배출구(331)가 형성된 제2커버(330);
상기 용기몸체 내부에 직렬로 배치되는 청구항 3의 전극모듈(200);
상기 제1커버 및/또는 제2커버로 관통되어 돌출되며, 상기 전극모듈에 전원을 공급하는 전원공급단자(430);를 포함하는 탈염유닛.