KR102366103B1 - 축전식 탈염(Capacitive Deionization, CDI) 수처리장치용 적층식 필터모듈 - Google Patents

축전식 탈염(Capacitive Deionization, CDI) 수처리장치용 적층식 필터모듈 Download PDF

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주식회사 비파워
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Abstract

본 발명은 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈에 관한 것으로, 구체적으로는, 인접하는 필터모듈과 밀착하여 적층이 가능하여 수처리 장치를 전체적으로 소형화 할 수 있으며, 특히, 필터모듈의 내부에 에어의 배출이 용이하여 물의 완전한 충진이 가능함과 동시에, 필터모듈의 세척시에는 내부의 물을 완전히 제거할 수 있어 청소효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 형태의 커버를 이용하여 공기와 물의 배출기능을 제공할 수 있어 필터모듈의 생산성 향상 및 생산비용을 절감할 수 있는 새로운 형태의 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈에 관한 것이다.

Description

축전식 탈염(Capacitive Deionization, CDI) 수처리장치용 적층식 필터모듈{Stacked filter module for capacitive deionization (CDI) water treatment equipment}
본 발명은 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈에 관한 것으로, 구체적으로는, 인접하는 필터모듈과 밀착하여 적층이 가능하여 수처리 장치를 전체적으로 소형화 할 수 있으며, 특히, 필터모듈의 내부에 에어의 배출이 용이하여 물의 완전한 충진이 가능함과 동시에, 필터모듈의 세척시에는 내부의 물을 완전히 제거할 수 있어 청소효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 형태의 커버를 이용하여 공기와 물의 배출기능을 제공할 수 있어 필터모듈의 생산성 향상 및 생산비용을 절감할 수 있는 새로운 형태의 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 생활용수나 산업용수의 제조에서 탈염기술은 사람의 건강이나 공정의 효율, 제품의 성능을 결정하는데 매우 중요한 역할을 한다.
특히, 중금속이나 질산성 질소, 불소 이온들이 포함된 물을 사람이 장기간 음용했을 때, 건강에 치명적인 영향을 끼칠 수 있다. 또한 경도물질이 포함된 보일러 수와 같은 경수(hard water)는 보일러나 열교환기에 스케일을 유발하여 공정의 효율을 크게 떨어뜨릴 수 있고, 전자산업이나 의약산업에서도 이온물질을 완전히 제거한 초순수는 제품의 성능을 결정하는 중요한 요인으로 작용한다.
최근 전 세계적으로 물 부족으로 인한 해수 담수화, 폐수 및 염수 처리방법에 대한 연구가 활발하게 진행되어 왔다. 이중에서도 이온교환수지를 이용한 방법이 많이 사용되고 있으나, 수지의 재생 시 약제사용 및 경제적인부담이 큰 단점으로 인하여 이를 대체하기 위하여 CDI(Capacitive deionization) 공정이 연구되고 있다.
CDI 공정은 캐패시터(capacitor) 공정에서 사용되는 전기 이중층 이론을 근거로 하여, 전극표면에 전기를 가용할 때 수질내부에 있는 상대극성 이온이 전극 표면에 흡착되는 성질을 이용한 방법이다. 즉, 양이온, 음이온이 함유된 용액이 두 개의 다공성 탄소전극 층 사이를 통과할 때 정전기력을 인가함으로써 수용액속에 함유된 이온이 제거된다. 정전기력에 의하여 양극으로 Cl-와 같은 음이온이 이동하고, 음극으로는 Na+와 같은 양이온이 이동하여 대전이 이루어지게 되며, 물은 이온이 제거된 순수 형태로 배출되게 된다.
CDI 공정의 핵심 부분은 전극부분과 전극 구조체의 모듈부분으로 나눌 수 있다. 다공성 탄소재를 이용하는 전극부분은 이온의 침투 및 확산이 빠르게 일어나야하고, 내구성을 가져야만 산업적인 응용이 가능하다. 그러나 전극 구조체의 모듈부분은 다양한 형태로 제작되어 사용될 수 있다. 기존 CDI 전극 모듈은 대부분 양극과 음극을 평판 형태의 전극으로 만들고 양극과 음극 사이에 물이 흘러갈 수 있도록 스페이서를 넣어 적층형태로 모듈을 제작하여 사용하고 있다. 적층형태의 모듈은 전극을 절단가공 해야 하고 전기를 제공할 수 있는 전극 단자를 한쪽 면에 일정한 크기로 길게 절단하여 전극 단자를 만들어 외부와 연결해야 하는 어려움이 있고, 전극 단자를 만들 수 있도록 설계하여 절단가공 해야 하므로 모듈전체의 손실이 많다. 또한 전극단자대로부터 전극의 전체 면까지 전류가 균일하게 도달하기가 어렵기 때문에 전극 단위셀의 크기 증가에 한계가 있으며, 일반적인 필터의 제품과 형태가 다르기 때문에 상업적 응용이 불편한 단점을 가지고 있다.
상기와 같은 CDI방식의 수처리용 필터모듈과 관련된 종래 기술로, 특허공개 제10-2019-0101830호(공개일: 2019년 09월 02일) 수처리용 필터 모듈 및 수처리용 필터는, 인접하는 필터 모듈과 연결 가능한 수처리용 필터 모듈에 있어서,
서로 마주보는 양측 면을 구비하는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 구비된 바이폴라 전극구조 및 상기 케이스의 일면 측에 마련되고, 상기 전극구조에 양전위 또는 음전위를 인가하기 위해 상기 전극구조와 전기적으로 연결된 도전체를 포함하고, 상기 전극구조는, 상기 양측 면 측에 각각 마련된 한 쌍의 외측 전극과, 상기 한 쌍의 외측 전극 사이에서 상기 한 쌍의 외측 전극과 이격되게 마련되고, 또한 자신들끼리도 서로 이격되게 마련된 다수 개의 내측 전극을 구비하고, 상기 한 쌍의 외측 전극에 각각 양전위 및 음전위가 인가됨으로써, 상기 한 쌍의 외측 전극과 다수 개의 내측 전극의 서로 마주보는 면들에 음전위 및 양전위가 교호적으로 대전되며, 상기 도전체가 상기 인접하는 필터 모듈의 전극구조에 전기적으로 연결되면, 상기 인접하는 필터 모듈이 상기 도전체를 공유하게 되는 것을 특징으로 한다.
또한 다른 종래 기술로 특허등록 제10-0934161호(등록일: 2009년 12월 18일)CDI 전극모듈은, 일단에 물이 유입되는 유입구가 구비되고 원주면에 적어도 하나 이상의 배출구가 구비된 음전극 단자와, 배출공이 구비된 양전극 단자와, 양측에 상기 음전극 단자와 양전극 단자가 각각 결합되며 원주면에 다수로 타공되고 상기 양전극 단자의 배출공과 연통된 타공 파이프 및 상기 타공 파이프에 감겨 원통형으로 되며 상기 음전극 단자와 상기 양전극 단자에 각각 연결된 음전극 및 양전극과, 상기 음전극과 상기 양전극 사이에 개재되며 일측이 상기 음전극 단자의 배출구와 연통된 스페이서로 이루어지며, 상기 스페이서로 공급된 물이 상기 음전극 및 양전극의 전기흡착에 의해 양이온 및 음이온을 흡착되어 정수되도록 하며 정수된 물을 상기 타공 파이프의 내부로 집수되도록 하는 전극 모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기와 같은 구성의 CDI모듈의 경우 모듈의 내부에 물을 주입하는 과정에서 모듈 내부에 존재하는 공기에 의하여 물이 모듈 내부에 완전하게 충진되지 못함으로서 CDI공정의 효율이 저하되는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 모듈의 상부에 에어의 배출을 위한 배출공을 형성하고 밸브로 개폐되는 형태를 통하여 모듈 내부의 공기를 제거하고 있으나, 상기와 같이 모듈의 상부에 공기배출공과 밸브를 형성하는 경우 여러 개의 모듈을 적층하여 설치할 수 없어 공간의 제약이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 모듈의 세척을 위하여 모듈 내부에 충진된 물을 제거하는 경우에도 완전하게 배출되지 못하여 세척에 많은 어려움과 세척효율성이 저하되는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2019-0101830호(공개일: 2019년 09월 02일) "수처리용 필터 모듈 및 수처리용 필터" 등록특허공보 제10-0934161호(등록일: 2009년 12월 18일) "CDI 전극모듈"
본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 CDI모듈의 내부에 잔존하는 에어를 완벽하게 제거할 수 있어 CDI모듈의 전극효율을 극대화함과 동시에 모듈 내부의 세척시 물을 완전하게 제거할 수 있어 모듈의 세척작업을 보다 신속하게 청결하게 세척할 수 있어 전극효율을 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적으로는 상기 에어와 세척시 물의 배출 기능은 유지하면서 필터모듈의 구성을 최소화할 수 있도록 각각의 구성이 여러 부분에 공용으로 사용될 수 있도록 하여 필터모듈의 제작에 소요되는 비용을 현저하게 절감할 수 있는 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈을 제공함에 있다.
또한, 상기 필터모듈을 상하적층하도라도 안정적인 적층상태를 유지할 수 있도록 구성하여 CDI공정의 효율을 향상시키면서도 소형의 CDI수처리장치에도 쉽게 적용할 수 있어 신속한 보급력을 제공할 수 있는 새로운 형태의 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈을 제공함에 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 중공부가 형성된 관형태를 갖으며 가장자리에 복수 개의 관통공이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 일측 단부에 결합되며 중앙부분에 유입공과 가장자리 측으로 복수 개의 체결공과 측면에 단턱 및 하부에 단턱의 내측으로부터 외측으로 형성되는 물배출홀이 일체로 형성된 유입커버와, 상기 유입커버의 내면에 밀착되며 가장자리측으로 복수개의 장홈과 일면에 외부로 연결되는 전극판이 형성된 밸브판과, 상기 하우징의 타측 단부에 결합되며 중앙부분에 배출공과 가장자리 측으로 복수 개의 체결공과 측면에 단턱 및 상부에 단턱의 내측으로부터 외측으로 형성되는 에어배출홀이 일체로 형성된 배출커버와, 상기 배출커버의 내면에 밀착되며 중앙부분에 배출구멍과 일면에 외부로 연결되는 전극판이 형성된 밀착판과, 상기 중공부에 수용되며 양측이 밸브판과 밀착판의 전극판에 밀착되는 다공성 탄소재 및 상기 유입커버의 유입공과 물배출홀 및 배출커버에 형성된 배출공과 에어배출홀에 결합되는 밸브를 포함하며, 여기서, 상기 유입커버와 배출커버는 동일한 형상으로 이루어지되, 상기 유입커버의 물배출홀은 하부에 위치되고 배출커버의 에어배출홀은 상부에 위치되어 물과 에어의 배출이 이루어짐을 특징으로 하는 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈에 의해 달성될 수 있다.
상기 유입커버와 배출커버 및 밸브판과 밀착판의 내측 가장자리에는 복수 개의 구멍과 전극관통공을 형성하고, 상기 전극판의 일면에 형성되며 상기 전극관통공과 구멍을 관통하여 단부가 외부로 노출되어 전극판으로 전원을 공급하는 전극봉을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유입커버와 배출커버의 일면에는 체결볼트와 너트 및 전극봉의 부식을 방지할 수 있는 고무커버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전극판의 내측과 외측에 형성되며 밸브판과 밀착판에 고정되고 다공성 탄소재의 일면이 밀착되는 패킹을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈은 배출커버의 상부에 형성된 에어배출홀에 의하여 초기 필터모듈 내부에 물이 충진되는 과정에서 필터모듈 내부의 에어가 잔존함이 없이 모두 배출될 수 있어 필터모듈의 효율성 향상과 CDI수처리장치의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 배출커버와 대응되는 부분에 설치되는 유입커버는 하부에 필터모듈 내부의 물을 완전하게 배출할 수 있는 물배출홀을 형성하여 필터모듈의 내부 세척시 물이 완전하게 배출된 상태에서 세척이 이루어짐으로써 세척력 및 작업성 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 상기 배출커버와 유입커버는 동일한 형상으로 구성되며 홀의 위치를 상부 또는 하부에 위치시키는 것만으로 공기와 물을 제거할 수 있도록 이루어짐으로서 필터모듈을 구성하는 부품수를 현저하게 저하시킬 수 있어 생산비용을 절감할수 있고 조립성이 향상되어 생산시 불량율을 현저하게 저하시킬 수 있어 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈은 하우징의 외측으로 돌출됨이 없어 다수개의 필터모듈을 상부로 적층하거나 일측으로 밀착시시켜 설치하는 과정에서 각각의 필터모듈을 밀착시켜 설치할 수 있어 실질적으로 CDI수처리장치의 소형화가 가능하며 필터모듈의 교체 및 수리가 용이하여 CDI수처리장치의 유지보수가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 사시도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 분해 사시도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈 중 유입커버와 배출커버부분의 사시도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 종단면도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 요부 확대 단면도
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈 중 물의 흐름방향을 나타낸 단면도
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 적층된 상태를 나타낸 측면도
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
첨부된 도면 중 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈 중 커버부분의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 종단면도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 요부 확대 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈 중 물의 흐름방향을 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 적층된 상태를 나타낸 측면도이다.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈(이하, "필터모듈"이라 한다.)(100)은 내부에 중공부(11)가 형성된 관형태의 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 양측 단부에 결합되어 하우징(10)의 내부를 밀폐하는 유입커버(20)와, 배출커버(30) 및, 상기 하우징(10)의 중공부(11)에 설치되며 양측이 유입커버(20)와, 배출커버(30)에 밸브판(40)과 함께 형성된 전극판(50)과 연결되는 다공성 탄소재(60)로 구성된다.
상기 하우징(10)은 내부 중공부(11)에 다공성 탄소재(60)가 수용되는 원형 또는 다각형의 관형태를 갖으며 가장자리에 체결볼트(80)가 관통하는 복수 개의 관통공(12)이 일체로 형성된다.
상기 유입커버(20)와 배출커버(30)는 동일한 형태로 이루어진 것으로, 이하에서는 유입커버(20)의 구성을 구체적으로 설명하고 배출커버(30)의 구체적인 구성설명은 생략한다.
상기 유입커버(20)는 중앙부분에 물이 유입되는 유입공(21)과 중앙부분에 전극판(50)과 연결되는 전극봉(51)이 노출되는 복수 개의 구멍(22) 및 가장자리로 체결볼트(80)가 관통하는 체결공(23) 및 측면에 하우징(10)의 단부가 밀착되는 단턱(24) 과, 상기 단턱(24)과 외측면에 연통되게 형성되는 물배출홀(25)이 일체로 형성된다.
또한, 상기 구멍(22)과 체결공(23)의 외측으로는 전극봉(51)과 체결볼트(80)의 밀폐를 위한 고무커버(70)가 끼움되는 끼움홈(26)이 연통되게 형성된다.
한편, 상기 유입커버(20)와 배출커버(30)는 동일한 외형으로 이루이지며, 유입커버(20)의 물배출홀(25)은 배출커버(30)로 사용시 상부에 위치되어 에어배출홀(35)로 사용됨으로서 동일한 형태의 구성을 설치형태를 달리하여 각각의 서로 다른 특징적 작용을 할 수 있도록 구성함으로서 필터모듈을 구성하는 부품수를 현저하게 저하시킬 수 있어 생산비용을 절감할수 있고 조립성이 향상되어 생산시 불량율을 현저하게 저하시킬 수 있는 구성적 특징을 제공한다.
상기 밸브판(40)은 유입커버(20)의 내면측에 밀착되어 유입커버(20)의 중앙부분에 형성된 유입공(21)으로 유입되는 물을 하우징(10)의 가장자리측으로 유입되도록 유도하는 구성으로, 도시한 바와 같이 중앙부분에 복수 개의 전극관통공(41)과 가장자리에 복수 개의 장홈(42)이 일체로 형성된다.
상기와 같은 밸브판(40)의 구성을 통하여 유입공(21)을 통하여 유입된 물은 밸브판(40)에 의하여 가장자리 측의 장홈(42)을 통하여 하우징(10)의 내측면 측으로 유입되고 하우징(10) 내부에 수용된 다공성 탄소재(60)를 외측에서 내측으로 통과하며 이온이 제거된 순수 형태로 처리된 후 배출커버(30)의 중앙에 형성된 배출공(31)을 통하여 외부로 배출되도록 구성된다.
한편, 상기 배출커버(30)의 내측면에는 밸브판(40)과 대응되는 밀착판(43)이 형성된다. 상기 밀착판(43)은 중앙부분에 물이 배출되는 배출구멍(44)과 내측에 전극봉(51)이 관통하는 복수 개의 전극관통공(45)이 일체로 형성된다.
또한, 상기 밸브판(40)과 밀착판(43)의 서로 마주보는 면에는 복수 개의 패킹(46)을 내측과 외측에 고정 설치하여 중공부(11)에 수용되는 다공성 탄소재(60)의 양면이 밀착되도록 함으로써 다공성 탄소재(60)의 설치상태가 필터모듈(100)의 내부에서 안정적으로 고정된다.
또한, 상기 패킹(46)의 내측에는 전극판(50)이 각각 위치되며 밸브판(40)과 밀착판(43)에 밀착고정되며, 전극판(50)에 형성된 복수 개의 전극봉(51)이 밸브판(40)과 밀착판(43)의 전극관통공(41, 45) 및 유입커버(20)와 배출커버(30)의 구멍(22, 32)을 관통하여 외부로 노출부분이 수밀유지될 수 있도록 설치되어 외부로부터 전원이 공급될수 있도록 형성된다.
한편, 상기 유입커버(20)에 형성된 유입공(21)과 물배출홀(25) 및 배출커버(30)에 형성된 배출공(31)과 에어배출홀(35)에는 밸브(미도시)를 설치하여 물과 에어의 배출이 제어될 수 있도록 한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈(100)의 동작과정을 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5 내지 도 6에 도시한 바와 같이 상기 필터모듈(100)은 하우징(10)의 양측으로 전극판(50)이 결합된 밸브판(40)과 전극판(50)이 결합된 밀착판(43)이 끼움되고 이어서 유입커버(20)와 배출커버(30)의 단턱(24, 34)이 하우징(10)의 내면에 끼움되어 결합된 상태에서 체결볼트(80)가 배출커버(30)의 체결공(33)과 하우징(10)의 관통공(12) 및 유입커버(20)의 체결공(23)을 관통한 상태에서 유입커버(20)측에서 너트(90)로 나사체결하여 결합된 상태를 조임하여 하우징(10) 내부의 중공부(11)를 밀폐함과 동시에 결합된 상태를 견고하게 유지한다.
상기와 같이 볼트(80)와 너트(90)를 이용하여 필터모듈(100)을 조립한 상태에서 외부로 노출된 체결볼트(80)의 머리부분과 너트(90) 부분에 고무패킹(70)을 끼움하여 부식을 방지한다.
한편, 상기 필터모듈(100)은 처음 사용시 필터모듈의 유입커버(20)와 배출커버(30)에 형성된 유입공(21)과 배출공(31)에 호스(관)을 연결하여 물이 유입 및 배출될 수 있도록 연결하고, 유입커버(20)의 하부에 형성된 물배출홀(25)의 밸브(미도시)를 잠금하여 물이 배출되지 않도록 하고, 배출커버(30)의 상부에 형성된 에어배출홀(35)의 밸브(미도시)는 개방하여 필터모듈 내부의 공기가 배출될 수 있도록 형성한 상태에서 유입공(21)을 통하여 물을 주입하면, 필터모듈 내부에 물이 채워짐과 동시에 내부의 잔존공기가 에어배출홀()을 통하여 완전하게 배출되고 에어배출홀(35)로 물이 새어나오는 경우 에어배출홀(35)의 밸브(미도시)를 닫힘하여 필터모듈 내부에 물을 완전하게 충진한다.
상기와 같이 필터모듈 내부에 물을 충진한 상태에서 외부로 노출된 전극봉(51)에 전원을 공급하면 내부의 전극판(50)에 전기가 공급되고 상기 전극판(50)과 밀착된 다공성 탄소재(60)에 전기가 공급되어 다공성 탄소재층을 통과할 때 정전기력을 인가함으로써 물속에 함유된 이온을 제거하여 물을 순수 형태로 처리하고 배출커버의 배출공을 통하여 배출한다.
이때, 상기 필터모듈 내부로 유입되는 물은 유입커버(20)의 중앙부분에 형성된 유입공(21)으로 유입되어 밸브판(40)의 가장자리 측에 형성된 장홈(42)을 통하여 하우징(10)의 중공부(11) 내면 가장자리측으로 유입되고 다공성 탄소재(60)의 외측에서 내측으로 통과하며 물속에 함유된 이온이 제거되고, 다공성 탄소재(60)의 중앙부분으로 이동하여 배출커버(30)의 배출공(31)을 통하여 외부로 배출된다.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 필터모듈(100)의 적층되어 설치된 상태를 개략적으로 도시한 것으로, 도시한 바와 같이 상기 필터모듈은 하우징(10)의 길이방향으로 돌출되는 구성이 없어 상부 또는 일측면으로 밀착되는 필터모듈을 근접하여 밀착설치할 수 있어 협소한 공간에서도 필터모듈의 설치가 용이하며 여러 개의 필터모듈을 연결하여 하나의 세트로 형성하여 설치하는 등 공간의 제약없이 다양한 형태로 설치할 수 있어 CDI수처리장치의 기능성 또는 동작효율성 및 유지관리효율을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈은 배출커버의 상부에 형성된 에어배출홀에 의하여 초기 필터모듈 내부에 물이 충진되는 과정에서 필터모듈 내부의 에어가 잔존함이 없이 모두 배출될 수 있어 필터모듈의 효율성 향상과 CDI수처리장치의 수명을 향상시킬 수 있는 특징과, 상기 배출커버와 대응되는 부분에 설치되는 유입커버는 하부에 필터모듈 내부의 물을 완전하게 배출할 수 있는 물배출홀을 형성하여 필터모듈의 내부 세척시 물이 완전하게 배출된 상태에서 세척이 이루어짐으로써 세척력 및 작업성 향상을 기대할 수 있는 특징이 있다.
더욱이, 상기 배출커버와 유입커버는 동일한 형상으로 구성되며 홀의 위치를 상부 또는 하부에 위치시키는 것만으로 공기와 물을 제거할 수 있도록 이루어짐으로서 필터모듈을 구성하는 부품수를 현저하게 저하시킬 수 있어 생산비용을 절감할수 있고 조립성이 향상되어 생산시 불량율을 현저하게 저하시킬 수 있어 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈의 품질을 향상시킬 수 있는 구성적 특징이 있다.
또한, 본 발명에 따른 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈은 하우징의 외측으로 돌출됨이 없어 다수개의 필터모듈을 상부로 적층하거나 일측으로 밀착시시켜 설치하는 과정에서 각각의 필터모듈을 밀착시켜 설치할 수 있어 실질적으로 CDI수처리장치의 소형화가 가능하며 필터모듈의 교체 및 수리가 용이하여 CDI수처리장치의 유지보수가 용이한 특징이 있다.
이상 설명한 바와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 하우징 11 : 중공부
12 : 관통공
20 : 유입커버 30 : 배출커버
21 : 유입공 31 : 배출공
22, 32 : 구멍 23, 33 : 체결공
24, 34 : 단턱 25 : 물배출홀
26 : 끼움홈 35 : 에어배출홀
40 : 밸브판 41, 45 : 전극관통공
42 : 장홈 43 : 밀착판
44 : 배출구멍 46 : 패킹
50 : 전극판 51 : 전극봉
60 : 다공성 탄소재
70 : 고무커버 80 : 체결볼트
90 : 너트

Claims (4)

  1. 중공부(11)가 형성된 관형태를 갖으며 가장자리에 복수 개의 관통공(12)이 형성된 하우징(10)과,
    상기 하우징(10)의 일측 단부에 결합되며 중앙부분에 유입공(21)과 가장자리 측으로 복수 개의 체결공(23)과 측면에 단턱(24) 및 하부에 단턱(24)의 내측으로부터 외측으로 형성되는 물배출홀(25)이 일체로 형성된 유입커버(20)와,
    상기 유입커버(20)의 내면에 밀착되며 가장자리측으로 복수개의 장홈(42)과 일면에 외부로 연결되는 전극판(50)이 형성된 밸브판(40)과,
    상기 하우징(10)의 타측 단부에 결합되며 중앙부분에 배출공(31)과 가장자리 측으로 복수 개의 체결공(33)과 측면에 단턱(34) 및 상부에 단턱(34)의 내측으로부터 외측으로 형성되는 에어배출홀(35)이 일체로 형성된 배출커버(30)와,
    상기 배출커버(30)의 내면에 밀착되며 중앙부분에 배출구멍(44)과 일면에 외부로 연결되는 전극판(50)이 형성된 밀착판(43)과,
    상기 중공부(11)에 수용되며 양측이 밸브판(40)과 밀착판(43)의 전극판(50)에 밀착되는 다공성 탄소재(60) 및
    상기 유입커버(20)의 유입공(21)과 물배출홀(25) 및 배출커버(30)에 형성된 배출공(31)과 에어배출홀(35)에 결합되는 밸브를 포함하며,
    여기서, 상기 유입커버(20)와 배출커버(30)는 동일한 형상으로 이루어지되, 상기 유입커버(20)의 물배출홀(25)은 하부에 위치되고 배출커버(30)의 에어배출홀(35)은 상부에 위치되어 물과 에어의 배출이 이루어짐을 특징으로 하는 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유입커버(20)와 배출커버(30) 및 밸브판(40)과 밀착판(43)의 내측 가장자리에는 복수 개의 구멍(22, 32)과 전극관통공(41, 45)을 형성하고,
    상기 전극판(50)의 일면에 형성되며 상기 전극관통공(41, 45)과 구멍(22, 32)을 관통하여 단부가 외부로 노출되어 전극판(50)으로 전원을 공급하는 전극봉(51)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유입커버(20)와 배출커버(30)의 일면에는 체결볼트(80)와 너트(90) 및 전극봉(51)의 부식을 방지할 수 있는 고무커버(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전극판(50)의 내측과 외측에 형성되며 밸브판(40)과 밀착판(43)에 고정되고 다공성 탄소재(60)의 일면이 밀착되는 패킹(46)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDI수처리장치용 적층식 필터모듈.
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