KR102423923B1 - Power generator using the salinity gradient with red stack cell - Google Patents
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Abstract
역전기투석 염분차 발전장치가 개시된다.
본 발명에 따른 역전기투석 염분차 발전장치는, 복수 개의 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교차되어 적층 배열되고, 서로 인접하게 위치된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 일측 사이에는 제1 용액이 유동하는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되며, 서로 인접하게 위치된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 타측 사이에는 제1 용액보다 낮은 농도의 제2 용액이 유동하는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 이온 교환막부; 전극봉이 관통되고 내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되며 이온 교환막부의 상단부 및 하단부에 결합되는 전극부; 및 내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되는 실링부재; 를 포함한다. A reverse electrodialysis saline generator is disclosed.
In the reverse electrodialysis salinity difference generator according to the present invention, a plurality of cation exchange membranes and anion exchange membranes are arranged in a stacked arrangement, and a first solution flows between one side of the cation exchange membrane and anion exchange membrane positioned adjacent to each other. an ion exchange membrane unit in which a first flow path is formed, and at least one second flow path through which a second solution having a lower concentration than the first solution flows is formed between the other side of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane positioned adjacent to each other; an electrode part through which the electrode is penetrated, at least one electrode and a separator provided therein, and coupled to upper and lower ends of the ion exchange membrane; and a sealing member provided in a hollow interior and coupled to surround each corner of the ion exchange membrane part and the electrode part; includes
Description
본 발명은 역전기투석 염분차 발전 스택 조립 및 모듈화에 관한 것이다. The present invention relates to reverse electrodialysis saline power generation stack assembly and modularization.
염분차 발전(salinity gradient power generation)은 농도가 다른 두 유체(ex. 해수, 담수)의 혼합 과정에서 발생한 염 농도차 에너지를 전기 에너지 형태로 회수하여 발전하는 시스템이다. Salinity gradient power generation is a system that generates electricity by recovering the energy of the difference in salt concentration generated during the mixing process of two fluids with different concentrations (ex. seawater, freshwater) in the form of electrical energy.
특히, 역전기 투석(Reverse Electrodialysis; RED)은 해수와 담수에 포함되어 이온화되어 있는 염의 농도차로 인해 양이온과 음이온이 각각 양이온교환막과 음이온교환막을 통해 분리 이동하게 되고, 이때 양이온교환막과 음이온교환막 사이에는 화학전 전이차가 발생하게 되며, 이와 같은 이온교환막이 복수 개로 번갈아 배열된 양쪽 끝에 위치한 전극(양전극(애노드), 음전극(캐소드))에서 이온교환막에 의해 발생된 전위차를 이용한 산화환원 반응에 의해 전자의 이동 현상이 발생됨으로써 전기에너지를 생성하는 장치이다. In particular, in reverse electrodialysis (RED), cations and anions are separated and moved through a cation exchange membrane and an anion exchange membrane, respectively, due to a difference in concentration of ionized salts contained in seawater and freshwater. A chemical transfer difference occurs, and electrons are moved by redox reaction using the potential difference generated by the ion exchange membrane at the electrodes (positive electrode (anode), negative electrode (cathode)) located at both ends of which a plurality of ion exchange membranes are alternately arranged. It is a device that generates electrical energy by generating a phenomenon.
이와 같이, 역전기투석 방식은 해수(염수)에 용해되어 있는 이온이 이온교환막을 통해 담수로 이동하면서 발생되는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 직접 전환하는 발전방식이다. As described above, the reverse electrodialysis method is a power generation method that directly converts chemical energy generated while ions dissolved in seawater (brine) move to fresh water through an ion exchange membrane into electrical energy.
이때, 역전기투석 방식의 역전기투석 염분차 발전장치를 실험실 수준의 소규모에서 실제 현장에서 적용 가능한 수준의 발전 성능을 나타내도록 하기 위해서 기존 단위 염도차 발전부 스택(stack)을 이용한다. At this time, in order to show the power generation performance of the reverse electrodialysis salinity generator of the reverse electrodialysis method at a level applicable to the actual field at a small laboratory level, an existing unit salinity difference generator stack is used.
일반적으로 역전기투석 염분차 발전장치의 스택은 다양한 조립 방식을 통해 조립되며 적층형 구조의 형태를 가진다. 이와 같은 구조를 통해, 역전기투석 염분차 발전장치를 모듈화하여 염분차 발전의 효율을 극대화 및 대용량화하고 있는 실정이다. In general, the stack of the reverse electrodialysis saline generator is assembled through various assembly methods and has the form of a stacked structure. Through such a structure, the reverse electrodialysis salinity difference generator is modularized to maximize the efficiency of the salinity difference power generation and increase the capacity.
여기서, 역전기투석 염분차 발전장치의 스택은 수직 볼팅 기술을 이용하여 상하단에 위치한 엔드 플레이트(end-plate)를 압축하는 방식으로 조립할 수도 있고, 수평 볼팅 기술을 통해 상하단에 위치한 엔드 플레이트의 측면에 설치된 프레임을 조립하는 방식을 이용할 수도 있다. Here, the stack of the reverse electrodialysis saline generator may be assembled by compressing the end-plates located at the upper and lower ends using vertical bolting technology, A method of assembling the installed frame may be used.
수직 볼팅 기술을 이용하여 스택을 조립하는 경우, 분리막 적층 두께가 두꺼울수록 균일한 압축이 불가능하여 완벽한 실링(sealing)이 어려운 문제가 있다. In the case of assembling a stack using a vertical bolting technique, as the thickness of the separator stack increases, uniform compression is impossible, so perfect sealing is difficult.
여기서, 적층되는 셀 수가 증가할수록 (예를 들어, 500셀 이상의 셀) 생성되는 전압의 크기가 증가하여 전극용액이 손상될 수 있는 가능성이 있다. 만약 수직 볼팅 기술을 이용하여 200셀 단위로 나누어 적층할 경우, 전극용액이 손상될 가능성은 낮아지지만, 스택의 개수가 많아지고 스택을 모듈화 하기 위해 많은 부품이 소모된다는 단점이 있다. Here, as the number of stacked cells increases (eg, 500 cells or more), the magnitude of the generated voltage increases, and thus there is a possibility that the electrode solution may be damaged. If the stack is divided into 200 cell units using vertical bolting technology, the possibility of damage to the electrode solution is lowered, but the number of stacks increases and many parts are consumed to modularize the stack.
한편, 수평 볼팅 기술을 통해 스택을 조립하는 방법은 수직 볼팅 기술을 통해 스택을 조립하는 방법에 비하여 균일한 압축이 가능하며, 적층 셀 단위를 500셀 이하의 단위로 나누어 적층하더라도 연속적으로 적층이 가능하다는 유리한 이점이 있다. On the other hand, the method of assembling a stack through horizontal bolting technology enables uniform compression compared to the method of assembling a stack through vertical bolting technology, and continuous stacking is possible even if the stacked cell unit is divided into units of 500 cells or less and stacked. It has an advantageous advantage.
그러나, 수평 볼팅 기술을 이용하여 스택을 조립하는 경우, 분리막 적층 높이 제어에 대한 가변성이 불리하며, 부품이 과다로 소모될 가능성이 있고, 이는 결과적으로 스택의 제조 단가의 상승으로 이어질 수 있는 문제점이 있다. However, in the case of assembling the stack using the horizontal bolting technique, the variability of the separator stacking height control is disadvantageous, and there is a possibility that parts are consumed excessively, which may lead to an increase in the manufacturing cost of the stack as a result. have.
또한, 수평 볼팅 기술을 이용하여 스택을 조립할 때, 측면 케이스로 사용되는 부품이 많으면 적층형 구조의 스택의 핵심 실링 부분인 모서리 부분의 완전 실링이 어렵다는 문제가 있다. In addition, when assembling a stack using horizontal bolting technology, if there are many parts used as side cases, there is a problem in that it is difficult to completely seal the corner, which is a core sealing part of the stack of the stacked structure.
본 발명의 목적은 스택의 조립 구조를 개선하여, 실링의 불완전성을 개선함으로써 안정적이고 경제성을 확보할 수 있는 역전기투석 염분차 발전장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a reverse electrodialysis saline generator capable of securing stable and economical efficiency by improving the assembly structure of a stack and improving sealing imperfections.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적은, 본 발명에 따라, 복수 개의 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교차되어 적층 배열되고, 서로 인접하게 위치된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 일측 사이에는 제1 용액이 유동하는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되며, 서로 인접하게 위치된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 타측 사이에는 제1 용액보다 낮은 농도의 제2 용액이 유동하는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 이온 교환막부; 전극봉이 관통되고 내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되며 이온 교환막부의 상단부 및 하단부에 결합되는 전극부; 및 내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되는 실링부재; 를 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치에 의해 달성될 수 있다. The above object is, according to the present invention, a plurality of cation exchange membranes and anion exchange membranes are arranged in a stacked arrangement, and at least one first flow path through which the first solution flows between one side of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane positioned adjacent to each other is formed, and between the other side of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane positioned adjacent to each other, at least one second flow path through which a second solution having a lower concentration than the first solution flows is formed; an electrode part through which the electrode is penetrated, at least one electrode and a separator provided therein, and coupled to upper and lower ends of the ion exchange membrane; and a sealing member provided in a hollow interior and coupled to surround each corner of the ion exchange membrane part and the electrode part; It can be achieved by a reverse electrodialysis saline generator comprising a.
여기서, 실링부재는 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리와 소정 간격 이격된 상태로 결합되고, 실링부재와 이온 교환막부 및 전극부 사이에는 실링재가 충전될 수 있다. Here, the sealing member may be coupled to each corner of the ion exchange membrane part and the electrode part spaced apart from each other by a predetermined distance, and a sealing material may be filled between the sealing member and the ion exchange membrane part and the electrode part.
특히, 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리에는 하나 이상의 이온 교환막부 장착홈 및 전극부 장착홈이 마련되며, 전극부와 이온 교환막부가 결합된 상태에서 이온 교환막부의 장착홈 및 전극부의 장착홈은 서로 연통되고, 실링부재는 이온 교환막부 모서리 및 전극부 모서리와 소정 간격 이격된 상태에서 이온 교환막부 모서리 및 전극부 모서리를 둘러싸도록 이온 교환막부의 장착홈 및 전극부의 장착홈에 삽입될 수 있다. In particular, at least one ion exchange membrane part mounting groove and electrode part mounting groove are provided at each corner of the ion exchange membrane part and the electrode part. In communication with each other, the sealing member may be inserted into the mounting groove of the ion exchange membrane part and the mounting groove of the electrode part so as to surround the edge of the ion exchange membrane part and the edge of the electrode part in a state that is spaced apart from the edge of the ion exchange membrane part and the electrode part by a predetermined distance.
이때, 실링부재는, 적어도 하나의 모서리가 미형성된 사각형의 형태로 형성되고, 모서리가 미형성된 부분은 실링부재가 이온 교환막부 장착홈 및 전극부 장착홈에 결합되도록 하기 위한 결합부로 마련될 수 있다. At this time, the sealing member is formed in the form of a rectangle in which at least one edge is not formed, and the portion where the edge is not formed is a coupling part for coupling the sealing member to the ion exchange membrane part mounting groove and the electrode part mounting groove. .
한편, 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서, 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에는 적어도 일면이 평평하게 형성된 하우징이 결합될 수 있다. On the other hand, in a state in which the ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing member are coupled, a housing having at least one flat surface may be coupled to the outer surfaces of the ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing member.
이러한, 하우징은 적어도 4개로 분할되어 형성되고, 4개로 분할 형성된 하우징 중에서 서로 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 크게 형성된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 결합될 수 있다. The housing is formed by being divided into at least four, and the ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing part are formed in a state in which the lateral lengths of the two housings facing each other among the four housings are formed to be larger than the lateral lengths of the other two housings. It may be coupled to the outer surface of the member.
하우징에는, 제1 유로로 제1 용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제1 공급포트; 제1 공급포트로 유입된 제1 용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제1 배출포트; 제2 유로로 제2 용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제2 공급포트; 및 제2 공급포트로 유입된 제2 용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제2 배출포트가 마련될 수 있다. The housing includes: at least one first supply port provided to supply the first solution to the first flow path; at least one first discharge port provided to discharge the first solution introduced into the first supply port to the outside; at least one second supply port provided to supply a second solution to a second flow path; And at least one second discharge port provided to discharge the second solution introduced into the second supply port to the outside may be provided.
또한, 하우징에는, 전극부로 전극용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 전극용액 공급포트; 및 전극부로 공급된 전극용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 전극용액 배출포트가 마련될 수 있다. In addition, the housing, at least one electrode solution supply port provided to supply the electrode solution to the electrode portion; and at least one electrode solution discharge port provided to discharge the electrode solution supplied to the electrode part to the outside may be provided.
여기서, 전극부는, 이온 교환막부의 일측면에 장착되고, 내부에 제1 전극 및 제1 분리막이 위치되며 실링부재와 결합되는 제1 전극부 장착홈이 모서리를 따라 복수 개로 마련되는 제1 엔드 플레이트; 및 이온 교환막부의 타측면에 장착되고, 내부에 제2 전극 및 제2 분리막이 위치되며 실링부재가 결합되는 제2 전극부 장착홈이 모서리를 따라 복수 개로 마련되는 제2 엔드 플레이트를 포함할 수 있다. Here, the electrode part is mounted on one side of the ion exchange membrane part, a first electrode and a first separator are positioned therein, and a first end plate having a plurality of first electrode part mounting grooves coupled to the sealing member are provided along the corners. ; and a second end plate mounted on the other side of the ion exchange membrane, in which the second electrode and the second separator are positioned, and a second electrode part mounting groove to which the sealing member is coupled is provided in plurality along the edge. have.
제1 엔드 플레이트에는, 제1 전극 및 제1 분리막이 배치되도록 일면이 내측으로 함몰된 제1 함몰부가 형성되고, 제1 전극이 장착된 상태에서 제1 엔드 플레이트의 상면에는 제1 분리막이 결합될 수 있다. The first end plate is formed with a first depression having one surface depressed inward so that the first electrode and the first separator are disposed, and the first separator is coupled to the upper surface of the first end plate in a state where the first electrode is mounted. can
또한, 제1 엔드 플레이트의 제1 함몰부에는 제1 스페이서가 추가로 마련되고, 제1 스페이서는 제1 전극과 제1 분리막 사이에 위치될 수 있다. In addition, a first spacer may be additionally provided in the first recessed portion of the first end plate, and the first spacer may be positioned between the first electrode and the first separator.
제2 엔드 플레이트에는, 제2 전극 및 제2 분리막이 배치되도록 일면이 내측으로 함몰된 제2 함몰부가 형성되고, 제2 전극이 장착된 상태에서 제2 엔드 플레이트의 상면에는 제2 분리막이 결합될 수 있다. The second end plate is formed with a second recessed part having one surface recessed inward so that the second electrode and the second separator are disposed, and the second separator is coupled to the upper surface of the second end plate in a state where the second electrode is mounted. can
또한, 제2 엔드 플레이트의 제2 함몰부에는 제2 스페이서가 추가로 마련되고, 제2 스페이서는 제2 전극과 제2 분리막 사이에 위치될 수 있다. In addition, a second spacer may be additionally provided in the second recessed portion of the second end plate, and the second spacer may be positioned between the second electrode and the second separator.
이때, 제1, 제2 분리막은, 제1, 제2 엔드 플레이트의 상면을 덮은 상태에서 제1, 제2 엔드 프레이트의 측면 일부를 감싸도록 제1, 제2 엔드 플레이트의 면적보다 크게 형성될 수 있다. In this case, the first and second separators may be formed to be larger than the areas of the first and second end plates so as to cover a portion of the side surfaces of the first and second end plates while covering the upper surfaces of the first and second end plates. have.
또한, 제1, 제2 엔드 플레이트의 제1, 제2 전극부 장착홈은, 제1, 제2 엔드 프레이트의 외측면보다 내측으로 인입 형성될 수 있다. In addition, the first and second electrode part mounting grooves of the first and second end plates may be formed inwardly from the outer surfaces of the first and second end plates.
한편, 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 양단부 각각에는 적어도 하나의 가스켓이 장착되고, 가스켓은 제1 용액 및 제2 용액이 유동하는 제1 유로 및 제2 유로를 형성하도록 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 양단부에 서로 교차되도록 마련될 수 있다. On the other hand, at least one gasket is mounted on each of both ends of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane, and the gaskets are disposed at both ends of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane to form a first flow path and a second flow path through which the first solution and the second solution flow. It may be provided to cross.
이때, 양이온 교환막 및 음이온 교환막 각각에는 적어도 하나의 제1 이온 교환막부 장착홈 및 제2 이온 교환막부 장착홈이 형성되고, 가스켓은 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 각각에 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈이 형성되지 않은 부분에 결합될 수 있다. At this time, at least one first ion exchange membrane part mounting groove and a second ion exchange membrane part mounting groove are formed in each of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane, and the gasket is equipped with first and second ion exchange membrane parts on each of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane. It may be coupled to a portion in which the groove is not formed.
제1, 제2 이온 교환막부 장착홈은, 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 외측면보다 내측으로 인입 형성될 수 있다. The first and second ion exchange membrane part mounting grooves may be formed inwardly from the outer surfaces of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.
특히, 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합되어 하나의 스택을 형성하며, 스택의 외형은 하나의 사각형의 형태를 형성할 수 있다. In particular, the ion exchange membrane unit, the electrode unit, and the sealing member are combined to form a single stack, and the outer shape of the stack may form a single square shape.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 염분차 발전장치는, 하우징은 중공이 형성되는 원형의 형태로 마련되고, 하우징의 내부에는 사각형 형태의 스택이 위치될 수 있다. On the other hand, in the salinity difference generator according to another embodiment of the present invention, the housing is provided in a circular shape in which a hollow is formed, and a rectangular stack may be positioned inside the housing.
하우징의 상단부에는 하우징의 둘레를 따라 적어도 하나의 안착홈이 마련되고, 스택이 하우징의 중공부에 위치될 때 안착홈에 놓인 상태로 하우징과 결합될 수 있다. At least one seating groove is provided at the upper end of the housing along the circumference of the housing, and when the stack is positioned in the hollow part of the housing, it may be coupled to the housing while being placed in the seating groove.
스택이 하우징의 중공부에 결합된 상태에서 하우징의 상단부 및 하단부 각각에는 하우징의 상단부 및 하단부를 개폐하기 위한 하우징 커버가 마련될 수 있다. In a state in which the stack is coupled to the hollow part of the housing, a housing cover for opening and closing the upper end and the lower end of the housing may be provided at each of the upper end and the lower end of the housing.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 염분차 발전장치는, 복수 개의 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교차되어 적층 배열되고, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 일측면 사이에는 제1 용액이 유동하는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되며, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 타측면 사이에는 제1 용액보다 낮은 농도의 제2 용액이 유동하는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 이온 교환막부; 내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되고, 스택의 상단부 및 하단부와 결합되는 전극부; 및 내부가 중공으로 마련되고 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되며, 복수 개가 마련되는 실링부재; 를 포함하고, 이온 교환막부 및 전극부 각각은 복수 개로 마련되어 교차되어 적층 배열되며, 실링부재는 적층 배열된 복수 개의 이온 교환막부 및 전극부의 모서리를 한 꺼번에 감싸도록 마련될 수 있다. On the other hand, in the salinity difference generator according to another embodiment of the present invention, a plurality of cation exchange membranes and anion exchange membranes are arranged in a stacked arrangement, and a first solution is disposed between one side of the cation exchange membrane and anion exchange membrane arranged adjacent to each other. At least one first flow path is formed to flow, and between the other side surfaces of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane arranged adjacent to each other, at least one second flow path through which a second solution having a lower concentration than the first solution flows is formed. exchange membrane; an electrode part provided with at least one electrode and a separator therein, and coupled to upper and lower ends of the stack; and a sealing member provided in a hollow interior and coupled to surround each corner of the ion exchange membrane unit and the electrode unit, and provided with a plurality of sealing members; Including, each of the ion exchange membrane part and the electrode part is provided in plurality and arranged in a stacked arrangement, the sealing member may be provided so as to surround the corners of the plurality of ion exchange membrane parts and the electrode part arranged in a stacked arrangement at once.
이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 결합되는 하우징을 더 포함하고, 하우징은 적어도 일면이 평평한 형태로 마련되며 적어도 4개로 분할되어 형성되되, 4개로 분할 형성된 하우징의 종 방향 길이는 서로 결합된 상태에서 적층 배열된 이온 교환막부 및 전극부의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성되며, 4개로 분할 형성된 하우징 중에서 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 긴 길이로 형성될 수 있다. In a state in which the ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing member are coupled, it further comprises a housing coupled to the outer surface of the ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing member, wherein the housing is provided with at least one surface in a flat shape and divided into at least four Doedoe, the longitudinal length of the housing divided into four is formed to be the same length as the longitudinal length of the ion exchange membrane part and the electrode part arranged in a stacked state in a bonded state, and the lateral length of the two facing housings among the housings divided into four parts is formed. The directional length may be formed to be longer than the lateral length of the other two housings.
여기서, 하우징 각각에는, 제1 유로로 제1 용액을 공급하도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 적어도 복수 개의 제1 공급포트; 제1 공급포트로 유입된 제1 용액이 외부로 배출되도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 적어도 2 개의 제1 배출포트; 제2 유로로 제2 용액을 공급하도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 복수 개의 제2 공급포트; 및 제2 공급포트로 유입된 제2 용액이 외부로 배출되도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 복수 개의 제2 배출포트가 마련되고, 2개의 제1 공급포트, 2개의 제2 공급포트, 2개의 제1 배출포트 및 제2 배출포트 각각은 하나의 포트 연결부재에 의하여 서로 연통될 수 있다. Here, each of the housings includes: at least a plurality of first supply ports provided to supply the first solution to the first flow path and communicated with each other by a port connecting member; at least two first discharge ports provided so that the first solution introduced into the first supply port is discharged to the outside and communicated with each other by a port connection member; a plurality of second supply ports provided to supply a second solution to a second flow path and communicated with each other by a port connecting member; and a plurality of second discharge ports communicating with each other by a port connecting member are provided so that the second solution introduced into the second supply port is discharged to the outside, two first supply ports, two second supply ports; Each of the two first discharge ports and the second discharge ports may communicate with each other by a single port connecting member.
또한, 하우징에는, 스택의 전극부 각각으로 전극용액을 공급하도록 마련된 하나 이상의 전극용액 공급포트; 및 전극용액 공급포트를 통해 공급된 전극용액이 외부로 배출되도록 마련된 복수 개의 전극용액 배출포트가 마련되고, 전극용액 공급포트 및 전극용액 배출포트의 각각은 전극부와 연결될 수 있다. In addition, the housing, one or more electrode solution supply ports provided to supply the electrode solution to each of the electrode parts of the stack; and a plurality of electrode solution discharge ports provided to discharge the electrode solution supplied through the electrode solution supply port to the outside, each of the electrode solution supply port and the electrode solution discharge port may be connected to the electrode unit.
서로 인접하게 위치된 전극부는 전극봉에 의해 전기적으로 연결되도록 하며, 서로 인접하게 위치된 전극부의 사이는 전극용액 공급포트를 통해 전극부로 공급된 전극용액 내의 이온이 서로 간섭되지 않도록 분리되도록 형성될 수 있다. The electrode parts positioned adjacent to each other are electrically connected by an electrode, and between the electrode parts positioned adjacent to each other may be formed to separate so that ions in the electrode solution supplied to the electrode part through the electrode solution supply port do not interfere with each other. .
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 염분차 발전장치는, 복수 개의 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교차되어 적층 배열되고, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 일측면 사이에는 제1 용액이 유동하는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되며, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 타측면 사이에는 제1 용액보다 낮은 농도의 제2 용액이 유동하는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 이온 교환막부; 내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되고, 이온 교환막부의 상단부 및 하단부에 각각 결합되는 전극부; 내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되는 실링부재; 및 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 각각 결합되는 하우징; 을 포함하고, 전극부, 이온 교환막부, 실링부재 및 하우징이 함께 결합된 형태의 단위 스택을 형성할 수 있다. On the other hand, in the salinity difference generator according to another embodiment of the present invention, a plurality of cation exchange membranes and anion exchange membranes are arranged in a stacked arrangement, and a first solution is disposed between one side of the cation exchange membrane and anion exchange membrane arranged adjacent to each other. At least one first flow path is formed to flow, and between the other side surfaces of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane arranged adjacent to each other, at least one second flow path through which a second solution having a lower concentration than the first solution flows is formed. exchange membrane; At least one electrode and a separator are provided therein, and the electrode unit is coupled to the upper end and the lower end of the ion exchange membrane, respectively; a sealing member provided in a hollow interior and coupled to surround each corner of the ion exchange membrane unit and the electrode unit; and a housing coupled to the outer surfaces of the ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing member in a state in which the ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing member are coupled; Including, the electrode part, the ion exchange membrane part, the sealing member, and the housing may form a unit stack combined together.
여기서, 적어도 하나의 단위 스택이 결합되는 공간이 마련되며 제1 용액 및 제2 용액이 유입되어 외부로 유출되는 적어도 하나의 공동배관이 형성되는 케이스를 더 포함하며, 하나의 단위 스택은 하나의 케이스에 결합되고, 내부에 단위 스택이 위치된 하나의 케이스가 종 방향을 따라 적층 배열되어 하나의 염분차 모듈로 형성될 수 있다. Here, a space to which at least one unit stack is coupled is provided and the case further includes a case in which at least one common pipe through which the first solution and the second solution are introduced and discharged to the outside is formed, and one unit stack is one case One case coupled to and having a unit stack positioned therein may be stacked and arranged in a longitudinal direction to form one salinity difference module.
공동 배관은, 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제1 단위공급포트와 연결되는 제1 용액 유입배관; 제1 용액 유입배관에 대응하여 복수 개의 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제1 단위 배출포트와 연결되는 제1 용액 배출배관; 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제2 단위 공급포트와 연결되는 제2 용액 유입배관; 및 제2 용액 유입배관에 대응하여 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제2 단위 배출포트와 연결되는 제2 용액 유출배관을 포함할 수 있다. The common pipe includes: a first solution inlet pipe provided along a longitudinal direction of the stacked case and connected to a first unit supply port provided in the unit stack; a first solution discharge pipe provided along the longitudinal direction of the plurality of stacked cases corresponding to the first solution inlet pipe and connected to the first unit discharge port provided in the unit stack; a second solution inlet pipe provided along the longitudinal direction of the stacked case and connected to a second unit supply port provided in the unit stack; and a second solution outlet pipe provided along the longitudinal direction of the stacked case corresponding to the second solution inlet pipe and connected to the second unit discharge port provided in the unit stack.
케이스의 상측 및 하측에는 적어도 하나의 전극봉이 마련되고, 단위 스택이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 단위 전극용액 공급포트와 연결되는 전극용액 유입구; 및 전극용액 유입구에 대응하며 단위 스택이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 단위 전극용액 배출포트와 연결되는 전극용액 배출구를 포함할 수 있다. at least one electrode electrode is provided on upper and lower sides of the case, the unit stack is provided along a longitudinal direction in which the unit stack is stacked, and an electrode solution inlet connected to a unit electrode solution supply port provided in the unit stack; and an electrode solution outlet corresponding to the electrode solution inlet, provided along the longitudinal direction in which the unit stacks are stacked, and connected to the unit electrode solution outlet port provided in the unit stack.
여기서, 케이스는, 전극용액 유입구를 통해 케이스에 위치된 각각의 단위 스택으로 공급된 전극용액이 인접하게 위치된 다른 단위 스택으로 유입되지 않도록 하는 전극용액 격리부를 더 포함할 수 있다. Here, the case may further include an electrode solution isolation unit for preventing the electrode solution supplied to each unit stack positioned in the case from flowing into another unit stack positioned adjacently through the electrode solution inlet.
전극용액 격리부는, 케이스의 내부에 마련되며, 하나의 단위 스택의 일면에 형성된 전극홀과 접촉되는 적어도 하나의 제1 부재; 케이스의 내부에 마련되며 어느 하나는 제1 부재와 결합되고 다른 하나는 제1 부재와 소정 간격 이격되되 전극봉과 접촉되도록 마련된 한 쌍의 제2 부재; 및 한 쌍의 제2 부재 사이에 마련되어 제1 부재와 먼 위치에 위치된 하나의 제2 부재와 접촉되는 전극봉을 제1 부재와 가깝게 위치된 다른 하나의 제2 부재에 대해 탄성 지지하는 제3 부재를 포함하고, 하나의 단위 스택이 케이스에 대해 횡 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다. The electrode solution isolation unit may include: at least one first member provided inside the case and in contact with the electrode hole formed on one surface of one unit stack; a pair of second members provided inside the case, one of which is coupled to the first member and the other is spaced apart from the first member by a predetermined distance and provided to be in contact with the electrode; and a third member provided between the pair of second members to elastically support the electrode rod in contact with one second member positioned far from the first member with respect to the other second member positioned close to the first member. Including, one unit stack may be provided to be movable in the transverse direction with respect to the case.
한편, 전극용액 격리부는, 두 개의 단위 스택 사이에 위치된 케이스의 내부에 마련되며, 서로 인접하게 마련된 각각의 단위 스택의 일면에 형성된 전극홀과 각각 접촉되도록 마련된 한 쌍의 제1 부재; 케이스의 내부에 마련되며 한 쌍의 제1 부재와 각각 결합되는 한 쌍의 제2 부재; 및 한 쌍의 제2 부재 사이에 마련되며 한 쌍의 제2 부재 사이를 탄성 지지하는 제3 부재를 포함하고, 하나의 케이스와 인접하게 위치된 두 개의 단위 스택은 케이스를 기준으로 횡 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다. Meanwhile, the electrode solution isolation unit includes: a pair of first members provided inside the case positioned between the two unit stacks and provided to be in contact with the electrode holes formed on one surface of each unit stack provided adjacent to each other; a pair of second members provided inside the case and each coupled to the pair of first members; and a third member provided between the pair of second members and elastically supporting between the pair of second members, wherein two unit stacks positioned adjacent to one case move in a lateral direction with respect to the case can be made possible.
적층 배열된 케이스의 외측면에는 적어도 일면이 평평하게 형성된 하우징이 결합되며, 하우징은 적어도 4개로 분할되어 형성되고, 4개로 분할 형성된 하우징의 종 방향 길이는 염분차 발전모듈의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성되며, 4개로 분할 형성된 하우징 중에서 서로 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 긴 길이로 형성될 수 있다. A housing having at least one flat surface is coupled to the outer surface of the stacked case, and the housing is divided into at least four, and the longitudinal length of the four-divided housing is the same length as the longitudinal length of the salt difference power generation module. The lateral length of the two housings facing each other among the housings divided into four may be formed to be longer than the lateral lengths of the other two housings.
본 발명의 역전기투석 염분차 발전장치는, 역전기투석 염분차 발전장치의 조립 구조를 개선하여 염분차 발전장치의 실링 불완전성을 개선함으로써 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다. The reverse electrodialysis salinity difference generator of the present invention has the advantage of greatly improving safety by improving the assembly structure of the reverse electrodialysis salinity difference generator to improve the sealing imperfection of the salinity difference generator.
더욱이, 본 발명의 역전기투석 염분차 발전장치는, 염분차 발전장치의 조립 편의성이 크게 향상되어, 조립 시 소요되는 부품의 과다 사용을 방지할 수 있어서 역전기투석 염분차 발전장치의 제작 비용을 대폭 절감할 수 있고, 이를 통해 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다. Furthermore, the reverse electrodialysis saline generator of the present invention greatly improves the assembly convenience of the salinity difference generator, and can prevent excessive use of parts required during assembly, thereby reducing the manufacturing cost of the reverse electrodialysis saline generator. Significant savings can be achieved, and this has the effect of securing economic feasibility.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석 염분차 발전장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 염분차 발전장치에 하우징이 결합되는 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 하우징이 분리된 염분차 발전장치에 실링부재가 결합되는 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 하우징 및 실링부재가 분리된 염분차 발전장치의 전극부 및 이온 교환막부의 결합 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 전극부에 결합되는 전극 및 분리막의 결합 상태를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 전극부의 조립 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1에 도시한 염분차 발전장치에 유입 및 유출되는 제1, 제2 용액 및 전극용액의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1에 도시한 염분차 발전장치의 이온 교환막부 및 전극부가 다단 적층된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 도시한 염분차 발전장치의 결합 상태를 간략하게 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 염분차 발전장치의 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시한 염분차 발전장치에 하우징 커버가 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 염분차 발전장치를 모듈화한 염분차 발전모듈의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 염분차 발전장치를 모듈화한 염분차 발전모듈의 다른 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 도 12 내지 도 15에 도시한 케이스에 마련되는 전극용액 격리부를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 도 12 내지 도 15에 도시한 염분차 발전모듈이 모듈화하는 또 다른 형태를 나타낸 도면이다. 1 is a perspective view of a reverse electrodialysis saline generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view showing a state in which the housing is coupled to the salinity difference generator shown in Figure 1;
3 is an exploded perspective view showing a state in which the sealing member is coupled to the salt difference generator in which the housing shown in FIG. 2 is separated.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the coupling state of the electrode part and the ion exchange membrane part of the salt difference generator in which the housing and the sealing member shown in FIG. 3 are separated.
FIG. 5 is an exploded perspective view for explaining a coupling state of an electrode coupled to the electrode unit shown in FIG. 4 and a separator; FIG.
FIG. 6 is a view sequentially illustrating an assembly process of the electrode unit shown in FIG. 5 .
FIG. 7 is a view for explaining the flow of first and second solutions and electrode solutions flowing into and out of the salinity difference generator shown in FIG. 1 .
8 is a view showing a state in which the ion exchange membrane part and the electrode part of the salt difference generator shown in FIG. 1 are stacked in multiple stages.
9 is a cross-sectional view schematically showing the coupled state of the salinity difference generator shown in FIG.
10 is a perspective view of a salt difference generator according to a second embodiment of the present invention.
11 is a perspective view showing a state in which the housing cover is coupled to the salinity difference generator shown in FIG. 10 .
12 and 13 are views for explaining an example of a salinity difference power generation module in which the salinity difference power generation device according to the first embodiment of the present invention is modularized.
14 and 15 are views for explaining another example of the salinity difference power generation module modularized salinity difference power generation device according to the second embodiment of the present invention.
16 and 17 are views for explaining an electrode solution isolation unit provided in the case shown in FIGS. 12 to 15 .
18 is a view showing another form of modularization of the salinity difference power generation module shown in FIGS. 12 to 15 .
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. It is noted that the drawings are schematic and not drawn to scale. Relative dimensions and proportions of parts in the drawings are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and not limiting. And the same reference numerals are used to denote like features for the same structure, element, or part appearing in two or more drawings.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically represent ideal embodiments of the present invention. As a result, various modifications of the drawings are expected. Accordingly, the embodiment is not limited to a specific shape of the illustrated area, and includes, for example, a shape modification by manufacturing.
먼저, 미국 지질 조사소의 염의 농도에 의한 수질 분류에 따르면, 일반적으로 '염수'또는 '해수'는 염의 농도가 해수의 염(Salt, 주로 NaCl) 농도인 35,000mg/L 이상을 가지는 용액을 의미하며, '기수'는 염 농도가 1,000~10,000mg/L 정도를 가진 용액, '담수'는 염 농도가 0~1,000mg/L를 가진 용액을 의미할 수 있다.First, according to the water quality classification by the salt concentration of the US Geological Survey, in general, 'brine' or 'seawater' means a solution having a salt concentration of 35,000 mg/L or more, which is the salt (mainly NaCl) concentration of seawater. , 'brine' may mean a solution having a salt concentration of about 1,000 to 10,000 mg/L, and 'fresh water' may mean a solution having a salt concentration of 0 to 1,000 mg/L.
본 발명에서, 제1 용액(Sea Water; SW)은 농도차 또는 염분차 발전을 위해 유입되는 고농도 용액을 의미할 수 있으며, 예를 들어, 염수 또는 해수를 의미할 수 있다.In the present invention, the first solution (Sea Water; SW) may mean a high-concentration solution introduced for power generation with a difference in concentration or salinity, for example, it may mean salt water or seawater.
또한, 제2 용액(Fresh Water; FW)은 제1 용액보다 상대적으로 낮은 농도를 갖는 저농도 용액을 의미할 수 있으며, 예를 들어, 기수 또는 담수를 의미할 수 있다.In addition, the second solution (Fresh Water; FW) may mean a low concentration solution having a relatively lower concentration than the first solution, for example, may mean brackish water or fresh water.
여기서, 상기 제1 용액은 제2 용액보다 상대적으로 높은 농도를 갖는 용액을 의미할 수 있다.Here, the first solution may mean a solution having a relatively higher concentration than the second solution.
일예로, 상기 제1 용액은 염수, 해수, 기수, 산업 폐 고농축수, 고 농축 비료 및 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합 용액일 수 있다.For example, the first solution may be brine, seawater, brackish water, industrial waste highly concentrated water, highly concentrated fertilizer, and a mixed solution including at least one of them.
또한, 다른 일예로, 상기 제2 용액은 기수, 담수, 하수 방류수, 산업 냉각수 및 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합 용액일 수 있다.Also, as another example, the second solution may be brackish water, fresh water, sewage effluent, industrial cooling water, and a mixed solution including at least one of them.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 역전기투석 염분차 발전장치(이하, '염분차 발전장치'라 함)를 설명한다. Hereinafter, a reverse electrodialysis salinity difference generator (hereinafter referred to as a 'salinity difference generator') according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
우선, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 염분차 발전장치(10)를 설명한다. First, a
도 1 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 염분차 발전장치(10)는 복수 개의 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)을 포함하는 이온 교환막부(200), 내부에 적어도 하나의 전극(1151,1251) 및 분리막(115,125)이 배치되며 이온 교환막부(200)의 상단부 및 하단부에 각각 결합되는 전극부(100) 및 이온 교환막부(200)를 한 번에 감싸도록 마련된 실링부재(300)를 포함한다. 1 to 7, the
도 1 내지 도 4를 참조하면, 이온 교환막부(200)는 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)을 포함한다. 1 to 4 , the ion
이온 교환막부(200)에는 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)은 복수 개로 마련된다. 이때, 복수 개로 마련되는 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)은 서로 교차되어 적층 배열된다. A plurality of
여기서, 교차되어 적층 배열되는 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)에는 제1 용액이 유동하는 제1 유로(214)와 제2 용액이 유동하는 제2 유로(216)가 형성될 수 있다. Here, a
제1 유로(214)는 교차되어 적층 배열된 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 일측 사이에 형성되고, 제2 유로(216)는 교차되어 적층 배열된 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 타측 사이에 형성될 수 있다. The
상술한 바와 같이, 제1 유로(214)와 제2 유로(216)는 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212) 사이에 형성되므로, 복수 개로 형성될 수 있다. As described above, since the
한편, 이온 교환막부(200)에는 이온 교환막부(200)의 모서리의 실링(sealing)을 위한 이온 교환막부 장착홈(213,217)이 형성될 수 있다. On the other hand, the ion
이러한 이온 교환막부 장착홈(213,217)은 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212)에 각각 형성된다. The ion exchange membrane
하기에서, 양이온 교환막(210)에 형성되는 이온 교환막부 장착홈은 제1 이온 교환막부 장착홈(213)이라 하고, 음이온 교환막(212)에 장착되는 이온 교환막부 장착홈은 제2 이온 교환막부 장착홈(217)이라 한다. Hereinafter, the ion exchange membrane part mounting groove formed in the
도 4에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)은 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 모서리 4개소에 적어도 하나 이상으로 형성된다. As shown in FIG. 4 , at least one first and second ion exchange membrane
참고로, 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)은 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)을 서로 교차하여 적층할 때에 가공하여 형성할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. For reference, the first and second ion exchange membrane
또한, 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)은 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 외측면보다 내측으로 인입되어 형성될 수 있다. In addition, the first and second ion exchange membrane
서로 교차되어 적층된 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)을 따라 실링부재(300)가 결합된다. The sealing
이에 따라, 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212) 사이에 형성된 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)를 통해 공급되는 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)이 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, the first solution SW and the second solution FW supplied through the
도 4를 참조하면, 이온 교환막부(200)에는 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212) 사이의 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)를 형성하기 위한 가스켓(211)이 추가로 마련될 수 있다. Referring to FIG. 4 , the ion
가스켓(211)은 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 양 단부에 각각 마련될 수 있다. The
일반적으로 가스켓(211)은 이온교환 분리막(양이온 교환막, 음이온 교환막)의 두께 및 재질 등에 따라 다른 방식을 채택할 수 있다. In general, the
일예로, 이온교한 분리막의 두께가 두껍거나 균질막의 경우에는 폴리머 계열의 박판이나 실리콘 계열의 필름을 사용한 비 접착성 가스켓을 사용할 수 있다. 또한, 이온교환 분리막의 두께가 얇거나 비균질막의 경우에는 실링의 강도를 증가하기 위해 접착 테이프, 접착제 등 접착성 가스켓을 사용하는 것이 유리할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. For example, when the thickness of the ion-exchanged separator is thick or homogeneous, a polymer-based thin plate or a non-adhesive gasket using a silicon-based film may be used. In addition, when the thickness of the ion exchange membrane is thin or non-homogeneous, it may be advantageous to use an adhesive gasket such as an adhesive tape or an adhesive in order to increase the strength of the sealing, but is not necessarily limited thereto.
특히, 가스켓(211)은 복수 개로 마련되어, 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 각각에 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)이 형성되지 않은 부분에 결합된다. In particular, a plurality of
또한, 가스켓(211)은 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212) 상에 교차되어 적층됨으로써, 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)에 결합된 가스켓(211)의 사이에는 복수 개의 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)가 형성되게 된다.In addition, the
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 이온 교환막부(200)에는 스페이서(미도시)가 추가로 마련될 수도 있다. In addition, although not shown in the drawings, a spacer (not shown) may be additionally provided in the ion
스페이서는 가스켓(211)과 같이 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)에 각각 마련되어 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)를 형성할 수 있다. The spacer may be provided on the
이를 위해, 스페이서도 한 쌍으로 마련되어 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 양 단부 각각에 서로 마주보도록 배치될 수 있다. To this end, a pair of spacers may also be provided so as to face each other at both ends of the
여기서, 가스켓(211) 또는 스페이서에 의해 형성되는 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)는 교차 흐름(Cross Flow)를 형성할 수 있다. Here, the
이와 같이, 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)이 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)를 통해 유동될 때, 제2 용액(FW)보다 높은 염 농도를 갖는 제1 용액(SW)에 포함된 이온성 물질, 즉 양이온성 물질과 음이온성 물질이 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212)을 선택적으로 통과함에 따라 전위차가 발생되고, 이로 인하여 전극부(100)의 복수 개의 전극(제1, 제2 전극)에서 각각 산화반응 및 환원 반응이 발생으로 전자의 흐름이 생성되어 전기를 생산할 수 있게 된다. As such, when the first solution SW and the second solution FW flow through the
참고로, 상기 양이온성 물질은 나트륨 이온(Na+)이고, 음이온성 물질은 염소이온(Cl-) 일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. For reference, the cationic material may be a sodium ion (Na + ), and the anionic material may be a chloride ion (Cl − ), but is not necessarily limited thereto.
한편, 이온 교환막부(200)가 교차 흐름 형태의 구조를 가짐에 따라, 후술하는 스택(이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 형태) 내부의 압력을 최소화할 수 있고, 오염 물질이 부착된 스택을 세척할 때에도 매우 용이하다. On the other hand, as the ion
도 1 내지 도 6을 참조하면, 전극부(100)는 내부에 적어도 하나의 전극(1151,1251)과 분리막(115,125)이 마련된 상태에서 이온 교환막부(200)의 상단부 및 하단부에 각각 결합된다. 1 to 6 , the
이러한 전극부(100)는 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)를 포함한다. The
참고로, 도 4에 도시한 제1 엔드 플레이트(110)는 도 4 도시된 상태에서 뒤집혀서 이온 교환막부(200)의 상단부에 결합된다. For reference, the
제1 엔드 플레이트(110)는 이온 교환막부(200)의 일측면에 장착되고, 내부에 제1 전극(1151) 및 제1 분리막(115)이 위치된다. The
이때, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 엔드 플레이트(110)에는 일측면에서 내측으로 함몰된 제1 함몰부(116)가 형성될 수 있다. At this time, as shown in FIG. 5 , a first recessed
제1 함몰부(116)에는 제1 전극(1151) 및 제1 분리막(115)이 장착될 수 있다. A
또한, 제1 함몰부(116)에는 제1 스페이서(1152)가 추가로 마련될 수 있다. 제1 스페이서(1152)는 제1 전극(1151)과 제1 분리막(115) 사이에 위치될 수 있다. In addition, a
여기서, 제1 분리막(115)은 제1 엔드 플레이트(110)의 면적보다 크게 형성될 수 있다. Here, the
제1 분리막(115)이 제1 엔드 플레이트(110)보다 크게 형성됨에 따라, 내부에 제1 전극(1151) 및 제1 스페이서(1152)가 위치된 제1 엔드 플레이트(110)의 상부 전체를 덮은 상태에서 제1 엔드 플레이트(110)의 측면 일부를 감쌀 수 있다. As the
한편, 제2 엔드 플레이트(120)는 이온 교환막부(200)의 타측면에 장착되고, 내부에 제2 전극(1251) 및 제2 분리막(125)이 위치된다. Meanwhile, the
상술한 제1 엔드 플레이트(110)와 같이, 제2 엔드 플레이트(120)에도 일측면에서 내측으로 함몰된 제2 함몰부(126)가 형성될 수 있다. Like the
제2 함몰부(126)에는 제2 전극(1251) 및 제2 분리막(125)이 장착될 수 있다. A
또한, 제2 함몰부(126)에도 제2 스페이서(1252)가 추가로 마련될 수 있다. 제2 스페이서(1252)는 제2 전극(1251)과 제2 분리막(125) 사이에 위치될 수 있다. In addition, a
여기서, 제2 분리막(125)은 제2 엔드 플레이트(120)의 면적보다 크게 형성될 수 있다. Here, the
제2 분리막(125)이 제2 엔드 플레이트(120)보다 크게 형성됨에 따라, 내부에 제2 전극(1251) 및 제2 스페이서(1252)가 위치된 제2 엔드 플레이트(120)의 상부 전체를 덮은 상태에서 제2 엔드 플레이트(120)의 측면 일부를 감쌀 수 있다. As the
참고로, 제1 엔드 플레이트(110)의 제1 전극(1151)은 캐소드 전극 또는 애노드 전극 중 어느 하나일 수 있고, 제2 전극(1251)은 캐소드 전극 또는 애노드 전극 중 나머지 하나일 수 있다. For reference, the
예를 들어, 제1 전극(1151)이 캐소드 전극으로 마련되는 경우에는 제2 전극(1251)은 애노드 전극일 수 있고, 제1 전극(1151)이 애노드 전극인 경우에는 제2 전극(1251)은 캐소드 전극일 수 있다. 이러한 제1 전극(1151)과 제2 전극(1251)은 전기적으로 연결될 수 있다. For example, when the
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)의 조립 구조 및 그에 따른 순서를 설명한다. Hereinafter, the assembly structure of the
먼저, 도 6의 (1)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)는 소정의 두께를 가지도록 형성된다. First, as shown in FIG. 6 ( 1 ), the first and
이때, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 일면에는 내측으로 함몰 형성된 제1 함몰부(116) 및 제2 함몰부(126)가 형성된다. At this time, the first recessed
그 다음, 도 6의 (2)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 형성된 제1, 제2 함몰부(116,126)에 제1 전극(1151) 및 제2 전극(1251)이 배치된다. Next, as shown in (2) of FIG. 6 , the first and
이때, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 제1, 제2 함몰부(116,126)의 일부분에는 적어도 하나의 전극봉(미도시)이 삽입되고, 전극봉은 제1, 제2 전극(1151,1251)과 전기적으로 연결된다. At this time, at least one electrode (not shown) is inserted into a portion of the first and second recessed
그 다음, 도 6의 (3)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 제1, 제2 전극(1151,1251)이 삽입된 상태에서, 제1 스페이서(1152) 및 제2 스페이서(1252)가 삽입된다. Next, as shown in (3) of FIG. 6, in a state in which the first and
그 다음, 도 6의 (4)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 제1, 제2 전극(1151,1251) 및 제1, 제2 스페이서(1152,1252)가 위치된 상태에서, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)와 제1, 제2 스페이서(1152,1252) 사이의 경계면에 접착제(g)가 도포된다. Next, as shown in (4) of FIG. 6 , first and
이와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)와 제1, 제2 스페이서(1152,1252) 사이에 접착제(g)를 도포하면 이 후에 제1, 제2 분리막(115,125)의 접착 시에 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 공급된 전극용액이 누수되지 않도록 할 수 있다(1차 실링). As such, when the adhesive g is applied between the first and
그 다음, 도 6의 (5)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 제1, 제2 전극(1151,1251), 제1, 제2 스페이서(1152,1252)가 차례로 위치된 상태에서, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 상면과 양측면에 양면 접착제(T)를 접착한다. Next, as shown in FIG. 6 ( 5 ), first and
이와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 상면과 양측면에 양면 접착제(T)를 접착하면, 제1, 제2 분리막(115,125)의 접착 시에 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 공급된 전극용액(Electrode Sloution; ES)이 누수되지 않도록 할 수 있다(2차 실링). In this way, when the double-sided adhesive T is adhered to the upper and both sides of the first and
그 다음, 도 6의 (6)에 도시한 바와 같이, 상면 및 양측에 양면 접착제(T)가 접착된 상태의 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 제1, 제2 분리막(115,125)을 접착한다. Next, as shown in (6) of FIG. 6, the first and
상술한 바와 같이, 제1, 제2 분리막(115,125)의 크기가 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 면적보다 크게 형성되기 때문에, 제1, 제2 분리막(115,125)은 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 상면은 물론이고 측면의 일부에도 접착되게 된다. As described above, since the sizes of the first and
이때, 제1, 제2 분리막(115,125)이 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 양측면에 접착될 때, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 접착되는 제1, 제2 분리막(115,125)의 접착 면적은 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 측면 면적의 약 70% 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, when the first and
그 다음, 도 6의 (7)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 제1, 제2 분리막(115,125)이 접착된 상태에서, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 측면에 단면 접착제(T')가 접착된다. Next, as shown in FIG. 6(7), in a state in which the first and
여기서, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 측면에 접착된 단면 접착제(T')는 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 측면에 제1, 제2 분리막(115,125)이 접착되지 않은 약 30%에 접착된 양면 접착제(T)와 접착되게 된다. Here, the single-sided adhesive T ′ adhered to the side surfaces of the first and
이와 같이, 양면 접착제(T)가 접착된 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 측면에 단면 접착제(T')가 접착됨에 따라 제1, 제2 분리막(115,125)의 접착 시에 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 공급된 전극용액(ES)이 누수되지 않도록 할 수 있다(3차 실링). In this way, as the single-sided adhesive T' is adhered to the side surfaces of the first and
상기와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 단계적으로 실링을 수행함에 따라, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 공급된 전극용액(ES)이 외부로 유출될 수 있는 경로를 거의 완벽하게 실링(차단)할 수 있는 효과가 있다. As described above, as the sealing is performed on the first and
한편, 전극부(100)에는 전극부(100)의 모서리(111)의 실링을 위한 전극부 장착홈(112,122)이 하나 이상으로 형성될 수 있다. Meanwhile, in the
전극부 장착홈(112,122)은 제1 엔드 플레이트(110)와 제2 엔드 플레이트(120)의 각각에 형성된다. The electrode
다시 말해서, 전극부 장착홈(112,122)은 제1 엔드 플레이트(110)에 마련되는 제1 전극부 장착홈(112)과 제2 엔드 플레이트(120)에 마련되는 제2 전극부 장착홈(122)을 포함한다. In other words, the electrode
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)은 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)의 모서리 4개소에 하나 이상으로 형성된다. 5 and 6 , one or more first and second electrode
또한, 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)은 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)의 외측면보다 내측으로 인입되어 형성될 수 있다. In addition, the first and second electrode
참고로, 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)은 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 가공할 때에 미리 가공하여 형성되도록 할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. For reference, the first and second electrode
이러한, 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에는 실링부재(300)가 결합된다. The sealing
여기서, 전극부(100)와 이온 교환막부(200)가 결합된 상태에서, 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부(100)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)이 서로 연통된다. Here, in the state in which the
이에 따라, 실링부재(300)는 이온 교환막부(200)의 모서리(213) 및 전극부(100)의 모서리(111,121)와 소정 간격 이격된 상태에서 이온 교환막부(200)의 모서리(213) 및 전극부(100)의 모서리(111,121)를 둘러싸도록 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부 장착홈(112,122)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에 삽입된다. Accordingly, the sealing
도 1 내지 도 3을 참조하면, 이러한 실링부재(300)는 내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합될 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 3 , the sealing
이때, 상술한 바와 같이, 실링부재(300)는 이온 교환막부(200)의 각 모서리(213) 및 전극부(100)의 각 모서리(111,121)와 소정 간격 이격된 상태로 결합된다. At this time, as described above, the sealing
구체적으로, 실링부재(300)가 삽입되는 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)은 이온 교환막부(200)의 외측면보다 내측으로 인입 형성되고, 전극부(100)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)은 전극부(100)의 외측면보다 내측으로 인입 형성된다. Specifically, the first and second ion exchange membrane
이에 따라, 실링부재(300)가 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부(100)제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에 삽입될 때, 실링부재(300)와 제1, 제2이온 교환막부 장착홈(213,217)과 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122) 사이에 간격(또는 간극)이 발생될 수밖에 없기 때문에, 실링부재(300)는 이온 교환막부(200)의 각 모서리(213) 및 전극부(100)의 각 모서리(111,121)와 소정 간격 이격된 상태로 결합되게 되는 것이다. Accordingly, the sealing
한편, 도 1 및 도 3을 참조하면, 실링부재(300)가 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)와 결합된 상태에서, 실링부재(300)와 이온 교환막부(200) 및 전극부(100) 사이에는 실링재(S)가 충전된다. Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 3 , in a state in which the sealing
이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 상태에서, 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)와 실링부재(300) 사이의 간격에 실링재(S)가 충전됨에 따라, 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)의 결합을 더욱 단단하게 할 수 있고, 염분차 발전을 위해 염분차 발전장치(10)로 공급된 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)이 혼합되는 것을 방지할 수 있다. In a state in which the ion
참고로, 실링재(S)는 실리콘계 수지(silicone resin), 에폭시계 수지(epoxy resin), 아크릴계 수지(acrylic resin), 우레탄계 수지(urethane resin), 이미드계 수지(imide resin) 및 이소부틸렌계 수지(isobutylene resin)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. For reference, the sealing material (S) is a silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, an imide resin, and an isobutylene resin ( isobutylene resin) may include at least one selected from the group consisting of, but is not necessarily limited thereto.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 실링부재(300)는 적어도 하나의 모서리가 미형성된 사각형의 형태로 형성될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIGS. 1 to 3 , the sealing
이때, 실링부재(300)의 모서리가 미형성된 부분은 실링부재(300)가 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)와 결합되도록 하기 위한 결합부(302)로 마련될 수 있다. In this case, the portion where the corner of the sealing
이에 따라, 실링부재(300)의 결합부(302)가 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부(100)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에 삽입 결합되게 된다. Accordingly, the
실링부재(300)가 이온 교환막부(100)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부(100)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에 삽입 결합됨에 따라, 결합된 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)는 하나의 스택으로 형성될 수 있다. As the sealing
실링부재(300)가 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부(100)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에 결합되면, 스택의 외형은 하나의 사각형의 형태를 형성할 수 있다. When the sealing
한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 스택의 측면에는 적어도 일면이 평평하게 형성된 하우징(401,402,403,404)이 결합될 수 있다.On the other hand, referring to FIGS. 1 and 2 ,
하우징(401,402,403,404)은 소정의 두께를 갖고, 내부가 중공인 형태로 형성되되 상단부가 개방된 형태로 형성될 수 있다. The
본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징(401,402,403,404)은 적어도 4개로 분할되어 형성될 수 있다. The
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 4개로 분할 형성된 하우징(401,402,403,404) 중에서 서로 마주보는 2개의 제1 하우징(401) 및 제3 하우징(403)의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 제2 하우징(402) 및 제4 하우징(404)의 횡 방향 길이보다 작게 형성될 수 있다. As shown in Figures 1 and 2, the lateral length of the two
즉, 4개로 분할 형성된 제1 내지 제4 하우징(401,402,403,404)은 횡 방향 길이가 크게 형성되는 2개의 하우징(402,404)의 모서리 부분이 상대적으로 횡 방향 길이가 작게 형성되는 2개의 하우징(401,403)의 모서리 부분을 덮은 상태에서 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 스택의 외측면에 결합된다. That is, in the first to
이와 같이, 하우징(401,402,403,404)을 4개로 분할 형성됨에 따라, 하우징(401,402,403,404)의 제조 비용을 대폭 절감할 수 있고, 조립이 용이할 수 있다. As described above, as the
참고로, 도면에는 도시하지 않았지만, 실링부재(300)의 외측면과 하우징(401,402,403,404)의 내측면 사이에는 실링부재(300)와 하우징(401,402,403,404) 사이의 실링을 위해 추가적인 가스켓(미도시) 또는 오링(o-ring)이 장착될 수도 있으며, 이를 위한 별도의 홈 가공이 필요할 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. For reference, although not shown in the drawings, between the outer surface of the sealing
한편, 도 7을 참조하면, 하우징(401,402,403,404)에는 복수 개의 포트(port)가 마련될 수도 있다. Meanwhile, referring to FIG. 7 , a plurality of ports may be provided in the
구체적으로, 하우징(401,402,403,404)에는 제1 유로(214)로 제1 용액(SW)을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제1 용액 공급포트(414)와 제1 용액 공급포트(414)를 통해 유입된 제1 용액(SW)이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제1 용액 배출포트(미도시)를 포함한다. Specifically, at least one first
또한, 하우징(401,402,403,404)에는 제2 유로(216)로 제2 용액(FW)을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제2 용액 공급포트(416)와 제2 용액 공급포트(416)를 통해 유입된 제2 용액(FW)이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제2 용액 배출포트(미도시)를 포함한다. In addition, the
이때, 제1 용액(SW)이 공급되는 제1 공급포트(414)와 제1 용액(SW)이 배출되는 제1 용액 배출포트(미도시)는 하우징(401,402,403,404)에 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 용액(FW)이 공급되는 제2 공급포트(416)와 제2 용액(FW)이 배출되는 제2 용액 배출포트(미도시)도 하우징(401,402,403,404)에 서로 마주보도록 형성될 수 있다. At this time, the
예를 들어, 제1 하우징(401)에 제1 용액(SW)이 공급되는 제1 용액 공급포트(414)가 형성되는 경우, 제1 용액(SW)이 외부로 배출되는 제1 용액 배출포트는 제3 하우징(403)에 형성된다. For example, when the first
또한, 제4 하우징(404)에 제2 용액(FW)이 공급되는 제2 용액 공급포트(416)가 형성되는 경우, 제2 용액(FW)이 외부로 배출되는 제2 용액 배출포트는 제2 하우징(402)에 형성될 수 있다. In addition, when the second
한편, 하우징(401,402,403,404)에는 적어도 하나의 전극용액 공급포트(419) 및 전극용액 배출포트(미도시)가 추가로 마련될 수 있다. Meanwhile, at least one electrode
전극용액 공급포트(419)는 전극용액을 전극부(100)의 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)의 각각에 공급되도록 하기 위한 것으로, 도면에는 도시하지 않았지만 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 형성된 전극용액 유입구(미도시)와 연통되어 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 전극용액(ES)이 공급되도록 할 수 있다. The electrode
전극용액 배출포트는 전극용액 공급포트(419)를 통해 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 유입된 전극용액(ES)을 외부로 배출하기 위한 것으로, 도면에는 도시하지 않았지만 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 형성된 전극용액 배출구(미도시)와 연통되어 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로부터 전극용액(ES)이 외부로 배출되도록 할 수 있다. The electrode solution discharge port is for discharging the electrode solution ES flowing into the first and
참고로, 전극용액 공급포트(419)를 통해 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 유입되는 전극용액(ES)은 담수, 해수, 인공염수 (only NaCl), 페리시안화칼륨(potassiumferricyanide) 및 염화철(Iron chloride)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적으로 역전기투석 장치에서 사용가능 한 전극용액이라면 모두 적용될 수 있다. For reference, the electrode solution (ES) flowing into the first and
여기서, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 제1 용액(SW), 제2 용액(FW) 및 전극용액(ES)의 유동을 간단히 설명한다. Here, the flow of the first solution SW, the second solution FW, and the electrode solution ES will be briefly described with reference to FIGS. 1 to 7 .
제1 용액 공급포트(414)를 통해 제1 용액(SW)이 공급되면, 제1 용액(SW)은 전극부(100)의 제1 엔드 플레이트(110)와 제2 엔드 플레이트(120)의 일측면에 형성된 제1 유로(214)를 통해 유동된다. When the first solution SW is supplied through the first
도면에는 도시하지 않았지만, 제1 유로(214)를 통과한 제1 용액(SW)은 하우징(401,402,403,404)에 형성된 제1 용액 배출포트(미도시)를 통해 외부로 배출된다. Although not shown in the drawings, the first solution SW passing through the
제2 용액 공급포트(416)를 통해 제2 용액(FW)이 공급되면, 제2 용액(FW)은 전극부(100)의 제1 엔드 플레이트(110)와 제2 엔드 플레이트(120)의 타측면에 형성된 제2 유로(216)를 통해 유동된다. When the second solution FW is supplied through the second
도면에는 도시하지 않았지만, 제2 유로(216)를 통과한 제2 용액(FW)은 하우징(401,402,403,404)에 형성된 제2 용액 배출포트(미도시)를 통해 외부로 배출된다. Although not shown in the drawings, the second solution FW passing through the
한편, 하우징(401,402,403,404)에 형성된 전극용액 공급포트(419)를 통해서 전극용액(ES)이 공급되고, 공급된 전극용액(ES)은 전극부(100)의 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120) 각각으로 유입된다. On the other hand, the electrode solution ES is supplied through the electrode
제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120) 각각으로 유입되고 난 이후에는, 전극용액(ES)은 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)의 타측으로 개별적으로 배출되고, 하우징(401,402,403,404)에 형성된 전극용액 배출포트(미도시)를 통해 외부로 배출된다. After being introduced into each of the
한편, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 염분차 발전장치(20)를 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명한다. On the other hand, with reference to FIGS. 8 and 9, the
본 발명의 제2 실시예에 따른 염분차 발전장치(20)는 전술한 제1 실시예와는 다르게, 실링부재(3000) 및 하우징(405,406,407,408)의 형태(크기)를 제외하고, 전술한 실시예들과 실질적으로 동일하므로, 그 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 도면부호를 부여하였으며, 그에 대한 설명은 전술한 실시예들을 준용하기로 한다. The
도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 실링부재(3000)는 적층 배열된 복수 개의 이온 교환막부(200)의 모서리(213) 및 전극부(100)의 모서리(111,121)를 한 꺼 번에 감싸도록 마련될 수 있다. As shown in (a) of FIG. 8 , the sealing
여기서, 실링부재(3000)는 이온 교환막부(200)의 모서리(213) 및 전극부(100)의 모서리(111,121)에 결합되므로, 적어도 4개로 형성될 수 있다. Here, since the sealing
실링부재(3000)는 적층 배열된 복수 개의 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)의 횡 방향 길이만큼 형성될 수 있다. The sealing
이에 따라, 횡 방향으로 긴 길이로 형성된 실링부재(3000)는 다단으로 적층된 이온 교환막부(100) 및 전극부(100)의 모서리(213,111,121)를 한 번에 감쌀 수 있게 됨으로써, 실링부재(3000)를 이용한 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)의 실링 효율을 증가시킬 수 있게 된다. Accordingly, the sealing
한편, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 염분차 발전장치(20)는 하우징(405,406,407,408)을 더 포함할 수 있다. On the other hand, as shown in (b) of Figure 8, the
하우징(405,406,407,408)은 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 상태에서 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)의 외측면에 결합될 수 있다. The
이때, 하우징(405,406,407,408)은 적어도 일면이 평평한 플레이트 형태로 마련되되, 적어도 4개로 분할되어 형성된다. At this time, the
하우징은 제1 내지 제4 하우징(405,406,407,408)으로 분할 형성되어, 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 상태에서 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)의 외측면을 덮도록 결합된다. The housing is divided into first to
4개로 분할 형성된 제1 내지 제4 하우징(405,406,407,408)의 종 방향 길이는 적층 배열된 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성될 수 있다. The longitudinal length of the first to
반면, 4개로 분할 형성된 제1 내지 제4 하우징(405,406,407,408) 중에서, 서로 마주보는 제1, 제3 하우징(405,407)의 횡 방향 길이는 제2, 제4 하우징(406,408)의 횡 방향 길이보다 짧게 형성될 수 있다. On the other hand, among the first to
이에 따라, 상대적으로 횡 방향 길이가 긴 제2, 제4 하우징(406,408)이 제1, 제3 하우징(405,406)의 모서리를 덮는 상태로 결합될 수 있다. Accordingly, the second and
이와 같이, 하우징(405,406,407,408)이 4개로 분할 형성되고, 서로 마주보는 하우징(405,406,407,408)의 횡 방향 길이를 다르게 함에 따라 하우징(405,406,407,408)의 조립이 용이하며, 실링의 효율을 높일 수 있다. In this way, the
한편, 하우징(405,406,407,408)에는 복수 개의 포트(port)가 마련될 수도 있다. Meanwhile, a plurality of ports may be provided in the
구체적으로, 하우징(405,406,407,408)에는 제1 유로(214)로 제1 용액(SW)을 공급하도록 마련된 제1 용액 공급포트(414)와 제1 용액 공급포트(414)를 통해 유입된 제1 용액(SW)이 외부로 배출되도록 마련된 복수 개의 제1 용액 배출포트(미도시)를 포함한다. Specifically, the
또한, 하우징(405,406,407,408)에는 제2 유로(216)로 제2 용액(FW)을 공급하도록 마련된 복수 개의 제2 용액 공급포트(416)와 제2 용액 공급포트(416)를 통해 유입된 제2 용액(FW)이 외부로 배출되도록 마련된 복수 개의 제2 용액 배출포트(미도시)를 포함한다. In addition, the
이때, 제1 용액(SW)이 공급 및 배출되는 제1 용액 공급포트(414)와 제1 배출포트(미도시)는 하우징(405,406,407,408)에 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 용액(FW)이 공급 및 배출되는 제2 용액 공급포트(416)와 제2 용액 배출포트(미도시)도 하우징(405,406,407,408)에 서로 마주보도록 형성될 수 있다. At this time, the first
예를 들어, 제1 하우징(405)에 제1 용액(SW)이 공급되는 제1 용액 공급포트(414)가 형성되는 경우, 제1 용액(SW)이 외부로 배출되는 제1 용액 배출포트는 제3 하우징(407)에 형성된다. 또한, 제4 하우징(408)에 제2 용액(FW)이 공급되는 제2 용액 공급포트(416)가 형성되는 경우, 제2 용액(FW)이 외부로 배출되는 제2 용액 배출포트는 제2 하우징(406)에 형성될 수 있다. For example, when the first
여기서, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 하우징(405)에 마련된 두 개의 제1 용액 공급포트(414)는 하나의 포트 연결부재(417)에 의해 서로 연통되고, 두 개의 제1 용액 배출포트(미도시)도 하나의 포트 연결부재(417)에 의해 서로 연통될 수 있다. Here, as shown in (b) of FIG. 8, the two first
또한, 두 개의 제2 용액 공급포트(416)는 하나의 포트 연결부재(417)에 의해 서로 연통되고, 두 개의 제2 용액 배출포트(미도시)도 하나의 포트 연결부재(417)에 의해 서로 연통될 수 있다. In addition, the two second
한편, 하우징(405,406,407,408)에는 적어도 하나의 전극용액 공급포트(419) 및 전극용액 배출포트(미도시)가 추가로 마련될 수 있다. Meanwhile, at least one electrode
전극용액 공급포트(419)는 전극용액을 전극부(100)의 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)를 포함하는 전극부(100)에 공급되도록 하기 위한 것이다. The electrode
도면에는 도시하지 않았지만 전극용액 공급포트(419)는 전극부(100)의 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 형성된 전극용액 유입구(미도시)와 연통되어 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 전극용액(ES)이 공급되도록 할 수 있다. Although not shown in the drawing, the electrode
전극용액 배출포트는 전극용액 공급포트(419)를 통해 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 유입된 전극용액을 외부로 배출하기 위한 것이다. The electrode solution discharge port is for discharging the electrode solution flowing into the first and
도면에는 도시하지 않았지만 전극용액 배출포트는 전극부(100)의 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 형성된 전극용액 배출구(미도시)와 연통되어 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로부터 전극용액(ES)이 외부로 배출되도록 할 수 있다. Although not shown in the drawing, the electrode solution discharge port communicates with the electrode solution discharge port (not shown) formed in the first and
한편, 도 9를 참조하면, 복수 개의 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)가 서로 교대로 적층 배열되는 경우, 서로 인접하게 위치된 전극부(100)는 전극봉(119a)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 9 , when the plurality of ion
이때, 서로 인접하게 위치된 전극부(100)의 사이는 전극용액 공급포트(419)를 통해 전극부(100)로 공급된 전극용액(ES) 내의 이온이 서로 간섭되지 않도록 분리되도록 형성될 수 있다. At this time, between the
예를 들어, 최상부에 마련되는 전극부(100)의 전극이 애노드(양극)이면 그 다음에 위치된 전극부(100)의 전극은 캐소드(음극)이며, 캐소드로 형성되는 전극부(100)와 인접하게 위치된 전극부(100)의 전극은 애노드일 수 있다. For example, if the electrode of the
이때, 캐소드로 형성되는 전극부(100)와 인접하게 위치되며 애노드로 형성되는 전극부(100)는 그 사이에 별도로 마련된 격리막(미도시) 등을 통해 서로 격리되어 각 전극부(100)의 전극별로 구분되어 전극용액이 혼합되지 않고 공급되도록 할 수 있다. At this time, the
한편, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 염분차 발전장치(30)를 전술한 실시예들과 상이한 점을 중심으로 설명한다. On the other hand, with reference to FIGS. 10 and 11, the
본 발명의 제3 실시예에 따른 염분차 발전장치(30)는 하우징(4001)을 제외하고, 전술한 제1 실시예와 동일하므로, 그 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 도면부호를 부여하였으며, 그에 대한 설명은 전술한 실시예를 준용하기로 한다. The
도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 하우징(4001)은 내부에 중공이 형성되는 원형의 형태로 마련될 수 있다. As shown in FIGS. 10 and 11 , the
이때, 하우징(4001)의 내부에는 이온 교환막부(200), 전극부 및 실링부재(300)가 결합되어 사각형 형태를 가지는 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 형태의 스택이 위치될 수 있다. At this time, the ion
한편, 하우징(4001)의 상단부에는 둘레를 따라 적어도 하나의 안착홈(4002)이 마련될 수 있다. Meanwhile, at least one
안착홈(4002)은 하우징(4001)의 상단부의 외측면에서 내측으로 함몰 형성된다. The
이에 따라, 스택이 하우징(4001)의 내부에 위치될 때, 함몰 형성된 안착홈(4002)에 의해 스택이 안정적으로 놓인 상태로 하우징(4001)과 결합되도록 할 수 있다. Accordingly, when the stack is positioned inside the
참고로, 하우징(4001)은 상부 및 하부가 개방된 형태를 가지는 원기둥의 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. For reference, the
하우징(4001)에는 제1 용액(SW)이 유입되는 제1 용액 유입포트(4005) 및 제1 용액 유입포트(4005)를 통해 유입된 제1 용액(SW)이 외부로 배출되도록 하는 제1 용액 배출포트(미도시)가 마련될 수 있다. The
또한, 하우징(4001)에는 제2 용액(FW)이 유입되는 제2 용액 유입포트(4006) 및 제2 용액 유입포트(4006)를 통해 유입된 제2 용액(FW)이 외부로 배출되도록 하는 제2 용액 배출포트(미도시)가 마련될 수 있다. In addition, the
또한, 하우징(4001)에는 전극용액(ES)가 유입되는 전극용액 유입포트(407)가 하나 이상으로 형성되고, 전극용액 유입포트(407)로 유입된 전극용액이 외부로 배출되도록 하는 전극용액 배출포트(미도시)가 형성될 수 있다. In addition, one or more electrode
이와 같이, 하우징(4001)의 상부 및 하부가 모두 개방되는 경우, 하우징(4001)의 내부에 스택이 결합되고 난 이후에 개방된 하우징(4001)의 상부 및 하부는 폐쇄되는 것이 필요하다. As such, when both the upper and lower portions of the
이를 위해, 하우징(4001)의 상부 및 하부 각각에는 하우징 커버(4003)가 결합될 수 있다. To this end, a
하우징 커버(4003)는 일면이 평평한 원형의 플레이트 형태로 형성될 수 있다. The
이때, 하우징 커버(4003)의 일부분에는 전극부(100)에 삽입된 전극봉(미도시)이 외부로 노출되도록 하기 위한 전극봉 삽입홀(4004)이 관통 형성될 수 있다.In this case, an
참고로, 전극봉 삽입홀(4004)은 하우징(4001)의 상부에만 형성될 수도 있고, 하우징(4001)의 상부 및 하부에 모두 형성될 수도 있다. For reference, the
한편, 도 12 내지 도 18을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 염분차 발전장치(10,20,30)는 모듈화될 수 있다. On the other hand, referring to FIGS. 12 to 18 , the
구체적으로, 도 12 내지 도 15를 참조하면, 염분차 발전장치는 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300,3000) 모두 결합된 상태에서 외측면에 하우징까지 함께 결합되어 하나의 단위 스택(1000,2000)을 형성할 수 있다. Specifically, referring to FIGS. 12 to 15 , the salinity difference generator is coupled together to the outer surface of the housing in a state in which the ion
이때, 단위 스택(1000,2000)은 복수 개로 마련될 수 있고, 복수 개로 마련된 단위 스택(1000,2000) 각각은 별도로 마련된 케이스(1200)에 각각 결합될 수 있다. In this case, a plurality of
여기서, 단위 스택(1000,2000)은, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이 사각형(또는 사각기둥)의 형태로 마련될 수도 있고, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 원형(또는 원기둥)의 형태로 마련될 수도 있다. Here, the unit stacks 1000 and 2000 may be provided in the form of a quadrangle (or a quadrangular prism) as shown in FIGS. 12 and 13 , or a circular (or cylindrical) shape as shown in FIGS. 14 and 15 . It may be provided in the form of
케이스(1200)는 내부가 중공이며, 상부 및 하부를 제외하고 측면이 개방된 형태로 마련될 수 있다. The
이에 따라, 도 12 및 도 14에 도시한 바와 같이, 단위 스택(1000,2000)은 카트리지(cartridge) 형태로 케이스(1200)에 넣고 빼기가 쉽도록 형성됨으로써, 단위 스택(1000,2000)의 유지 및 보수가 용이할 수 있다. Accordingly, as shown in FIGS. 12 and 14 , the unit stacks 1000 and 2000 are formed to be easily put into and removed from the
여기서, 케이스(1200)의 내부 공간의 크기는 단위 스택(1000,2000)이 삽입될 수 있도록, 단위 스택(1000,2000)의 크기에 맞게 형성되는 것이 바람직하다. Here, the size of the inner space of the
또한, 케이스(1200)의 내부 공간의 크기는 단위 스택(1000,2000)을 케이스(1200)로부터 넣고 빼는 것이 용이하도록 단위 스택(1000,2000)의 면적보다 크게 형성되는 것이 바람직할 수 있다. In addition, it may be preferable that the size of the inner space of the
즉, 케이스(1200)에는 하나의 단위 스택(1000,2000)이 결합될 수 있는 공간이 마련되고 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)이 유입되며 외부로 유출되도록 하는 적어도 하나의 공동 배관이 형성될 수 있다. That is, the
이와 같이, 내부에 단위 스택(1000,2000)이 위치된 하나의 케이스(1200)는 종 방향을 따라 복수 개가 적층 배열되어 하나의 염분차 모듈을 형성할 수 있게 되는 것이다. In this way, a plurality of
참고로, 케이스(1200)는 단위 스택(1000,2000)이 내부에 적층될 수 있는 공간이 마련되며 종 방향으로 긴 길이를 갖도록 형성될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. For reference, the
또한, 케이스(1200)의 하단부에는 적어도 하나의 이동부재(1002)가 형성될 수 있다. In addition, at least one moving
이동부재(1002)는 일반적인 형태의 바퀴(wheel) 일 수 있다. 이동부재(1002)가 케이스(1200)의 하단부에 형성됨에 따라 모듈 형태의 염분차 모듈의 이동이 용이하게 될 수 있다. The moving
한편, 케이스(1200)에는 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)이 공급되어 각각의 단위 스택(1000,2000)으로 유입되도록 하거나, 단위 스택(1000,2000)으로부터 배출된 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)을 외부로 배출시키도록 하는 적어도 하나의 공동배관이 형성될 수 있다. Meanwhile, the first solution SW and the second solution FW are supplied to the
공동 배관은 제1 용액 유입배관(1310), 제1 용액 배출배관(1312), 제2 용액 유입배관(1320) 및 제2 용액 배출배관(1322)을 포함할 수 있다. The common pipe may include a first
제1 용액 유입배관(1312)은 적층된 케이스(1200)의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 제1 단위 공급포트(1003,2003)와 연결되어 외부로부터 공급된 제1 용액(SW)이 단위 스택(1000,2000)으로 유입되도록 할 수 있다. The first
제1 용액 배출배관(1312)은 제1 용액 유입배관(1310)에 대응하여 적층된 케이스(1200)의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 제1 단위 배출포트(미도시)와 연결되어 단위 스택(1000,2000)으로 유입된 제1 용액(SW)이 외부로 배출되도록 할 수 있다. The first
제2 용액 유입배관(1320)은 적층된 케이스(1200)의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 제2 단위 공급포트(1004,2004)와 연결되어 단위 스택(1000,2000)으로 외부로부터 공급된 제2 용액(FW)이 단위 스택(1000,2000)으로 유입되도록 할 수 있다. The second
제2 용액 배출배관(1322)은 제2 용액 유입배관(1320)에 대응하여 적층된 케이스(1200)의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 제2 단위 배출포트(미도시)와 연결되어 단위 스택(1000,2000)으로 유입된 제2 용액(FW)이 외부로 배출되도록 할 수 있다. The second
여기서, 제1 용액 공급배관(1310), 제1 용액 배출배관(1312), 제2 용액 공급배관(1320) 및 제2 용액 배출배관(1322)은 케이스(1200)의 모서리 4개소에 각각 마련될 수 있다. Here, the first
제1 용액 공급배관(1310), 제1 용액 배출배관(1312), 제2 용액 공급배관(1320) 및 제2 용액 배출배관(1322)은 양 단부가 개방된 형태로 형성될 수 있다. The first
다만, 케이스(1200)의 하단부에 형성된 제1 용액 공급배관(1310), 제1 용액 배출배관(1312), 제2 용액 공급배관(1320) 및 제2 용액 배출배관(1322)은 일단부가 폐쇄된 형태로 형성될 수 있다. However, the first
여기서, 케이스(1200)에 각각 마련된 제1 용액 공급배관(1310)은 적층된 케이스(1200)의 종 방향으로 연통되고, 케이스(1200)에 각각 마련된 제1 용액 배출배관(1312)도 적층된 케이스(1200)의 종 방향으로 연통될 수 있다. Here, the first
또한, 케이스(1200)에 각각 마련된 제2 용액 공급배관(1320)은 적층된 케이스(1200)의 종 방향으로 연통되고, 케이스(1200)에 각각 마련된 제2 용액 배출배관(1322)도 적층된 케이스(1200)의 종 방향으로 연통될 수 있다. In addition, the second
한편, 케이스(1200)의 상측 및 하측에는 적어도 하나의 전극봉(1009a)이 마련될 수 있다. Meanwhile, at least one
또한, 케이스(1200)의 상측 및 하측에는 전극용액 유입구(1330) 및 전극용액 배출구(1332)가 형성될 수 있다. In addition, an
전극용액 유입구(1330)는 단위 스택(1000,2000)이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 단위 전극용액 공급포트(미도시)와 연결되어 공급된 전극용액(ES)이 단위 스택(1000,2000)의 각 전극부(100)로 유입되도록 할 수 있다. The
전극용액 배출구(1332)는 전극용액 유입구(1330)에 대응하여 단위 스택(1000,2000)이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 단위 전극용액 배출포트(미도시)와 연결되어 단위 스택(1000,2000)의 전극부(100)로 유입된 전극용액(ES)이 외부로 배출되도록 할 수 있다. The
한편, 도 13 및 도 15에 도시한 바와 같이, 케이스(1200)의 외측면에는 하우징(1401,1402,1403,1404)이 결합될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIGS. 13 and 15 ,
하우징(1401,1402,1403,1404)은 내부에 단위 스택(1000,2000)적층 배열된 케이스(1200)의 외측면 전체를 덮도록 적어도 일면이 평평하게 형성될 수 있다. At least one surface of the
하우징(1401,1402,1403,1404)은 적어도 4개로 분할되어 형성될 수 있다. The
여기서, 4개로 분할 형성된 하우징(1401,1402,1403,1404)의 종 방향 길이는 염분차 발전모듈, 즉 케이스(1200)의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성될 수 있다. Here, the longitudinal length of the
한편, 4개로 분할 형성된 하우징(1401,1402,1403,1404)의 횡 방향 길이는 서로 다르게 형성될 수 있다. Meanwhile, the lateral lengths of the
예를 들어, 4개로 분할 형성된 하우징(1401,1402,1403,1404) 중에서 서로 마주보는 2개의 제1 하우징(1401) 및 제3 하우징(1403)의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 제2 하우징(1402) 및 제4 하우징(1404)의 횡 방향 길이보다 짧은 길이로 형성될 수 있다. For example, the lateral lengths of the two
이에 따라, 제2 하우징(1402) 및 제4 하우징(1404)의 일면이 제1 하우징(1401) 및 제3 하우징(1403)의 모서리를 덮은 상태에서 결합되기 때문에, 4개로 분할된 하우징(1401,1402,1403,1404)의 마감 및 실링이 효과적으로 수행될 수 있다. Accordingly, since one surface of the
또한, 도면에 도시하지 않았지만, 케이스(1200)와 각각의 하우징(1401,1402,1403,1404) 사이에는 케이스(1200)와 하우징(1401,1402,1403,1404) 사이의 실링을 위한 가스켓(미도시) 또는 오링이 마련될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, although not shown in the drawings, a gasket (not shown) for sealing between the
한편, 도 16 및 도 17을 참조하면, 케이스(1200)는 전극용액 격리부(1500)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 16 and 17 , the
전극용액 격리부(1500)는 케이스(1200)에 형성된 전극용액 유입구(1330)를 통해 케이스(1200)에 위치된 각각의 단위 스택(1000,2000)으로 공급된 전극용액(ES)이 인접하게 위치된 다른 단위 스택(1000,2000)으로 유입되지 않도록 할 수 있다. In the electrode
이때, 도 16의 A 부분과 같이, 전극용액 격리부(1500)는 최상단 케이스(1200)에 위치된 단위 스택(1000,2000)과 케이스(1200) 사이에 마련되거나, 도 16의 B 부분과 같이, 서로 인접하게 위치된 단위 스택(1000,2000)과 케이스(1200) 사이에 마련될 수 있다. At this time, as in part A of FIG. 16 , the electrode
참고로, 도면에는 도시하지 않았지만, 전극용액 격리부(1500)는 최하단 케이스(1200)에 위치된 단위 스택(1000,2000)과 케이스(1200) 사이에 마련될 수도 있다. For reference, although not shown in the drawings, the electrode
일예로, 도 17의 (A)에 도시한 바와 같이, 전극용액 격리부(1500)는 적어도 하나의 제1 부재(1510), 한 쌍의 제2 부재(1520) 및 하나의 제3 부재(1530)를 포함할 수 있다. For example, as shown in FIG. 17A , the electrode
제1 부재(1510)는 케이스(1200)의 내부에 마련되며, 하나의 단위 스택(1000,2000)의 일면, 즉 단위 스택(1000,2000)의 전극부(100)의 엔드 플레이트(110,120)에 형성되는 전극홀(1019,2019)과 접촉되도록 마련될 수 있다. The
제1 부재(1510)는 원형의 볼(ball) 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 전극홀(1019,2019)의 단면 형상에 따라 달라질 수 있다. The
제2 부재(1520)는 케이스(1200)의 내부에 한 쌍으로 마련될 수 있다. The
이때, 한 쌍의 제2 부재(1520) 중에서 어느 하나는 제1 부재(1510)와 결합되고, 다른 하나는 제1 부재(1510)와 소정 간격 이격되되 전극봉(1009a)과 접촉되도록 마련될 수 있다. At this time, one of the pair of
제2 부재(1520)는 일면, 바람직하게는 양면이 평평하게 형성된 플레이트(plate)의 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The
제3 부재(1530)는 한 쌍의 제2 부재(1520) 사이에 마련되어 제1 부재(1510)와 먼 위치에 위치된 하나의 제2 부재(1520)와 접촉되는 전극봉(1009a)을 제1 부재(1510)와 가깝게 위치된 다른 하나의 제2 부재(1520)에 대해 탄성 지지할 수 있다. The
이를 위해, 제3 부재(1530)는 탄성을 가진 소재로 마련될 수 있으며, 스프링(spring)으로 형성되는 것이 바람직하다. To this end, the
이와 같이, 케이스(1200)에 마련된 전극용액 격리부(1500)에 의해 케이스(1200)에 대해 횡 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다. As such, it may be provided to be movable in the transverse direction with respect to the
다른 일예로, 도 17의 (B)에 도시한 바와 같이, 전극용액 격리부(1500)는 한 쌍의 제1 부재(1510), 한 쌍의 제2 부재(1520) 및 하나의 제3 부재(1530)를 포함할 수 있다. As another example, as shown in FIG. 17B , the electrode
제1 부재(1510)는 한 쌍으로 마련될 수 있다. The
이때, 한 쌍의 제1 부재(1510)는 두 개의 인접한 단위 스택(1000,2000) 사이에 위치된 케이스(1200)의 내부에 소정 간격으로 이격되어 마련되며, 서로 인접하게 마련된 각각의 단위 스택(1000,2000)의 일면에 형성된 전극홀(1019,2019)과 각각 접촉되도록 마련될 수 있다. In this case, the pair of
제1 부재(1510)는 원형의 볼(ball) 형태로 형성되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 전극홀(1019,2019)의 단면 형상에 따라 달라질 수 있다. The
제2 부재(1520)는 케이스(1200)의 내부에 한 쌍으로 마련될 수 있다. The
이때, 한 쌍의 제2 부재(1520)는 한 쌍의 제1 부재(1510)와 각각 접촉되며, 케이스(1510)의 내부에 소정 간격 이격되어 마련될 수 있다. In this case, the pair of
제2 부재(1520)는 일면, 바람직하게는 양면이 평평하게 형성된 플레이트(plate)의 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The
여기서, 하나의 제1 부재(1510)와 하나의 제2 부재(1520)는 일체로 형성될 수도 있고, 다른 하나의 제1 부재(1510)와 다른 하나의 제2 부재(1520)도 일체로 형성될 수도 있다. Here, one
제3 부재(1530)는 한 쌍의 제2 부재(1520)의 사이에 마련되어 서로 이격된 상태로 마련된 하나의 제1 부재(1510)와 하나의 제2 부재(1520) 및 다른 하나의 제1 부재(1510)와 다른 하나의 제2 부재(1520) 사이를 탄성 지지할 수 있다. The
이를 위해, 제3 부재(1530)는 탄성을 가진 소재로 마련될 수 있으며, 스프링(spring)으로 형성되는 것이 바람직하다. To this end, the
이와 같이, 서로 인접하게 마련된 각각의 단위 스택(1000,2000)은 케이스(1200)에 대해 각각 횡 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다. In this way, each of the unit stacks 1000 and 2000 provided adjacent to each other may be provided to be movable in the lateral direction with respect to the
한편, 도 18에 도시한 바와 같이, 모듈화되어 염분차 발전모듈의 형태로 형성되는 경우, 필요한 모듈의 개수만큼 조합하여 사용할 수도 있다. On the other hand, as shown in FIG. 18 , when it is modularized and formed in the form of a salinity difference power generation module, it may be used in combination as many as the required number of modules.
도 18에는 염분차 발전모듈이 36개가 조합된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 그 개수는 달라질 수 있다. Although FIG. 18 shows a combination of 36 salt difference power generation modules, the number is not necessarily limited thereto.
상기한 구성에 의하여 본 발명의 실시예들에 따른 역전기투석 염분차 발전장치(10,20,30)의 조립 구조를 개선하여 염분차 발전장치의 실링 불완전성을 개선함으로써 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다. According to the embodiments of the present invention by the above configuration There is an advantage in that safety can be greatly improved by improving the assembly structure of the reverse electrodialysis saline generator (10, 20, 30) to improve the sealing imperfection of the salt difference generator.
더욱이, 본 발명의 역전기투석 염분차 발전장치(10,20,30)는, 조립 편의성이 크게 향상되어, 조립 시 소요되는 부품의 과다 사용을 방지할 수 있어서 역전기투석 염분차 발전장치(10,20,30)의 제작 비용을 대폭 절감할 수 있고, 이를 통해 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다. Furthermore, the reverse
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, in an embodiment of the present invention, specific matters such as specific components, etc., and limited embodiments and drawings have been described, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. It is not limited, and various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims to be described below, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims will fall within the scope of the spirit of the present invention.
10, 20, 30: 염분차 발전장치
100: 전극부
110: 제1 엔드 플레이트
115: 제1 분리막
1151: 제1 전극
120: 제2 엔드 플레이트
125: 제2 분리막
1251: 제2 전극
200: 이온 교환막부
210: 양이온 교환막
212: 음이온 교환막
214: 제1 유로
216: 제2 유로
300, 3000: 실링부재
401 ~ 408: 제1, 제2, 제3, 제4 하우징
1000, 2000: 단위 스택
1200: 케이스
4001: 하우징10, 20, 30: Salt difference generator
100: electrode part
110: first end plate
115: first separator
1151: first electrode
120: second end plate
125: second separator
1251: second electrode
200: ion exchange membrane unit
210: cation exchange membrane
212: anion exchange membrane
214: first euro
216: second euro
300, 3000: sealing member
401 to 408: first, second, third, fourth housing
1000, 2000: unit stack
1200: case
4001: housing
Claims (35)
전극봉이 관통되고 내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되며 이온 교환막부의 상단부 및 하단부에 결합되는 전극부; 및
내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되는 실링부재;
를 포함하며,
실링부재는 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리와 소정 간격 이격된 상태로 결합되고, 실링부재와 이온 교환막부 및 전극부 사이에는 실링재가 충전되고,
이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리에는 하나 이상의 이온 교환막부 장착홈 및 전극부 장착홈이 마련되며,
전극부와 이온 교환막부가 결합된 상태에서 이온 교환막부 장착홈 및 전극부 장착홈은 서로 연통되고,
실링부재는 이온 교환막부 모서리 및 전극부 모서리와 소정 간격 이격된 상태에서 이온 교환막부 모서리 및 전극부 모서리를 둘러싸도록 이온 교환막부 장착홈 및 전극부 장착홈에 삽입되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
A plurality of cation exchange membranes and anion exchange membranes are crossed and stacked, and at least one first flow path through which a first solution flows is formed between one side of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane positioned adjacent to each other, and cations positioned adjacent to each other an ion exchange membrane unit having at least one second flow path formed between the other side of the exchange membrane and the anion exchange membrane through which a second solution having a lower concentration than that of the first solution flows;
an electrode part through which the electrode is penetrated, at least one electrode and a separator provided therein, and coupled to upper and lower ends of the ion exchange membrane; and
a sealing member provided in a hollow interior and coupled to surround each corner of the ion exchange membrane unit and the electrode unit;
includes,
The sealing member is coupled to each corner of the ion exchange membrane part and the electrode part in a state spaced apart by a predetermined distance, and a sealing material is filled between the sealing member and the ion exchange membrane part and the electrode part,
One or more ion exchange membrane part mounting grooves and electrode part mounting grooves are provided at each corner of the ion exchange membrane part and the electrode part,
In a state in which the electrode part and the ion exchange membrane part are coupled, the ion exchange membrane part mounting groove and the electrode part mounting groove communicate with each other,
The sealing member is inserted into the ion exchange membrane part mounting groove and the electrode part mounting groove so as to surround the ion exchange membrane part edge and the electrode part edge while being spaced apart from the ion exchange membrane part edge and the electrode part edge by a predetermined distance. .
실링부재는,
적어도 하나의 모서리가 미형성된 사각형의 형태로 형성되고,
모서리가 미형성된 부분은 실링부재가 이온 교환막부 장착홈 및 전극부 장착홈에 결합되도록 하기 위한 결합부로 마련되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
According to claim 1,
The sealing member is
At least one corner is formed in the form of an unformed square,
The reverse electrodialysis saline generator is provided as a coupling part for coupling the sealing member to the ion exchange membrane part mounting groove and the electrode part mounting groove.
이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서, 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에는 적어도 일면이 평평하게 형성된 하우징이 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
5. The method of claim 4,
In a state in which the ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing member are coupled, a housing having at least one flat surface is coupled to the outer surfaces of the ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing member.
하우징은 적어도 4개로 분할되어 형성되고,
4개로 분할 형성된 하우징 중에서 서로 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 크게 형성된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
6. The method of claim 5,
The housing is formed by being divided into at least four,
Among the housings divided into four, the lateral lengths of the two housings facing each other are formed to be larger than the lateral lengths of the other two housings. car generator.
하우징에는,
제1 유로로 제1 용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제1 공급포트;
제1 공급포트로 유입된 제1 용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제1 배출포트;
제2 유로로 제2 용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제2 공급포트; 및
제2 공급포트로 유입된 제2 용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제2 배출포트를 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
7. The method of claim 6,
In the housing,
at least one first supply port provided to supply the first solution to the first flow path;
at least one first discharge port provided to discharge the first solution introduced into the first supply port to the outside;
at least one second supply port provided to supply a second solution to a second flow path; and
Containing at least one second discharge port provided so that the second solution introduced into the second supply port is discharged to the outside, the reverse electrodialysis saline power generation device.
하우징에는,
전극부로 전극 용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 전극용액 공급포트; 및
전극부로 공급된 전극 용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 전극용액 배출포트가 마련된, 역전기투석 염분차 발전장치.
8. The method of claim 7,
In the housing,
at least one electrode solution supply port provided to supply the electrode solution to the electrode part; and
At least one electrode solution discharge port provided to discharge the electrode solution supplied to the electrode unit to the outside is provided, a reverse electrodialysis saline power generator.
전극부는,
이온 교환막부의 일측면에 장착되고, 내부에 제1 전극 및 제1 분리막이 위치되며 실링부재와 결합되는 제1 전극부 장착홈이 모서리를 따라 복수 개로 마련되는 제1 엔드 플레이트; 및
이온 교환막부의 타측면에 장착되고, 내부에 제2 전극 및 제2 분리막이 위치되며 실링부재가 결합되는 제2 전극부 장착홈이 모서리를 따라 복수 개로 마련되는 제2 엔드 플레이트를 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
According to claim 1,
electrode part,
a first end plate mounted on one side of the ion exchange membrane part, the first electrode and the first separator being positioned therein, and having a plurality of first electrode part mounting grooves coupled to the sealing member along the corners; and
A second end plate mounted on the other side of the ion exchange membrane, in which the second electrode and the second separator are positioned, and a second electrode part mounting groove to which the sealing member is coupled is provided in plurality along the corner. Electrodialysis saline generator generator.
제1 엔드 플레이트에는,
제1 전극 및 제1 분리막이 배치되도록 일면이 내측으로 함몰된 제1 함몰부가 형성되고,
제1 전극이 장착된 상태에서 제1 엔드 플레이트의 상면에는 제1 분리막이 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
10. The method of claim 9,
In the first end plate,
A first depression with one surface depressed inward is formed so that the first electrode and the first separator are disposed,
In a state in which the first electrode is mounted, the first separator is coupled to the upper surface of the first end plate, the reverse electrodialysis saline generator.
제1 엔드 플레이트의 제1 함몰부에는 제1 스페이서가 추가로 마련되고,
제1 스페이서는 제1 전극과 제1 분리막 사이에 위치되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
11. The method of claim 10,
A first spacer is additionally provided in the first recessed portion of the first end plate,
The first spacer is located between the first electrode and the first separator, reverse electrodialysis saline generator.
제2 엔드 플레이트에는,
제2 전극 및 제2 분리막이 배치되도록 일면이 내측으로 함몰된 제2 함몰부가 형성되고,
제2 전극이 장착된 상태에서 제2 엔드 플레이트의 상면에는 제2 분리막이 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
10. The method of claim 9,
On the second end plate,
A second recessed part with one surface recessed inward is formed so that the second electrode and the second separator are disposed,
In a state in which the second electrode is mounted, a second separator is coupled to the upper surface of the second end plate.
제2 엔드 플레이트의 제2 함몰부에는 제2 스페이서가 추가로 마련되고,
제2 스페이서는 제2 전극과 제2 분리막 사이에 위치되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
13. The method of claim 12,
A second spacer is additionally provided in the second recessed portion of the second end plate,
The second spacer is positioned between the second electrode and the second separator, the reverse electrodialysis saline generator.
제1, 제2 분리막은,
제1, 제2 엔드 플레이트의 상면을 덮은 상태에서 제1, 제2 엔드 프레이트의 측면 일부를 감싸도록 제1, 제2 엔드 플레이트의 면적보다 크게 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
13. The method of claim 10 or 12,
The first and second separation membranes,
The reverse electrodialysis saline power generator is formed to be larger than the area of the first and second end plates so as to cover a portion of the side surfaces of the first and second end plates while covering the upper surfaces of the first and second end plates.
제1, 제2 엔드 플레이트의 제1, 제2 전극부 장착홈은,
제1, 제2 엔드 프레이트의 외측면보다 내측으로 인입 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
15. The method of claim 14,
The first and second electrode part mounting grooves of the first and second end plates,
A reverse electrodialysis saline generator that is formed to be drawn inward from the outer surface of the first and second end plates.
양이온 교환막 및 음이온 교환막의 양단부 각각에는 적어도 하나의 가스켓이 장착되고,
가스켓은 제1 용액 및 제2 용액이 유동하는 제1 유로 및 제2 유로를 형성하도록 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 양단부에 서로 교차되도록 마련되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
According to claim 1,
At least one gasket is mounted on each of both ends of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane,
The gasket is provided to cross each other at both ends of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane to form a first flow path and a second flow path through which the first solution and the second solution flow.
양이온 교환막 및 음이온 교환막 각각에는 적어도 하나의 제1 이온 교환막부 장착홈 및 제2 이온 교환막부 장착홈이 형성되고,
가스켓은 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 각각에 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈이 형성되지 않은 부분에 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
17. The method of claim 16,
At least one first ion exchange membrane part mounting groove and a second ion exchange membrane part mounting groove are formed in each of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane,
The gasket is coupled to a portion where the first and second ion exchange membrane part mounting grooves are not formed in each of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.
제1, 제2 이온 교환막부 장착홈은,
양이온 교환막 및 음이온 교환막의 외측면보다 내측으로 인입 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
18. The method of claim 17,
The first and second ion exchange membrane part mounting grooves,
A reverse electrodialysis saline power generator, which is formed inwardly from the outer surface of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.
이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합되어 하나의 스택을 형성하며,
스택의 외형은 하나의 사각형의 형태를 형성하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
19. The method of claim 18,
The ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing member are combined to form one stack,
The appearance of the stack forms a single square shape, a reverse electrodialysis saline generator.
하우징은 중공이 형성되는 원형의 형태로 마련되고,
하우징의 내부에는 사각형 형태의 스택이 위치되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
20. The method of claim 19,
The housing is provided in a circular shape in which a hollow is formed,
A reverse electrodialysis saline generator in which a square-shaped stack is located inside the housing.
하우징의 상단부에는 하우징의 둘레를 따라 적어도 하나의 안착홈이 마련되고,
스택이 하우징의 중공부에 위치될 때 안착홈에 놓인 상태로 하우징과 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
21. The method of claim 20,
At least one seating groove is provided at the upper end of the housing along the circumference of the housing,
A reverse electrodialysis saline generator that is coupled with the housing in a state in which the stack is placed in the seating groove when the stack is positioned in the hollow portion of the housing.
스택이 하우징의 중공부에 결합된 상태에서 하우징의 상단부 및 하단부 각각에는 하우징의 상단부 및 하단부를 개폐하기 위한 하우징 커버가 마련되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
22. The method of claim 21,
In a state in which the stack is coupled to the hollow part of the housing, a housing cover for opening and closing the upper end and the lower end of the housing is provided on each of the upper end and the lower end of the housing.
내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되고, 스택의 상단부 및 하단부와 결합되는 전극부; 및
내부가 중공으로 마련되고 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되며, 복수 개가 마련되는 실링부재;
를 포함하고,
이온 교환막부 및 전극부 각각은 복수 개로 마련되어 교차되어 적층 배열되며,
실링부재는 적층 배열된 복수 개의 이온 교환막부 및 전극부의 모서리를 한 꺼번에 감싸도록 마련되고,
이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 결합되는 하우징을 더 포함하며,
하우징은 적어도 일면이 평평한 형태로 마련되며 적어도 4개로 분할되어 형성되되,
4개로 분할 형성된 하우징의 종 방향 길이는 서로 결합된 상태에서 적층 배열된 이온 교환막부 및 전극부의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성되며, 4개로 분할 형성된 하우징 중에서 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 긴 길이로 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
A plurality of cation exchange membranes and anion exchange membranes are crossed and stacked, and at least one first flow path through which a first solution flows is formed between one side of the cation exchange membrane and anion exchange membrane arranged adjacent to each other, and arranged adjacent to each other an ion exchange membrane unit having at least one second flow path formed between the other side surfaces of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane through which a second solution having a lower concentration than the first solution flows;
an electrode part provided with at least one electrode and a separator therein, and coupled to upper and lower ends of the stack; and
a sealing member provided in a hollow interior and coupled to surround each corner of the ion exchange membrane unit and the electrode unit, and provided with a plurality of sealing members;
including,
Each of the ion exchange membrane part and the electrode part is provided in plurality and is arranged in a stacked arrangement to cross,
The sealing member is provided to surround the corners of the plurality of ion exchange membrane units and the electrode units arranged in a stacked arrangement,
In a state in which the ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing member are coupled, it further includes a housing coupled to the outer surface of the ion exchange membrane part, the electrode part, and the sealing member,
At least one surface of the housing is provided in a flat form and is formed by being divided into at least four,
The longitudinal length of the housing divided into four is the same as the longitudinal length of the ion exchange membrane part and the electrode part that are stacked in a bonded state. A reverse electrodialysis saline generator that is formed with a length longer than the lateral length of the other two housings.
하우징 각각에는,
제1 유로로 제1 용액을 공급하도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 적어도 복수 개의 제1 공급포트;
제1 공급포트로 유입된 제1 용액이 외부로 배출되도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 적어도 2 개의 제1 배출포트;
제2 유로로 제2 용액을 공급하도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 복수 개의 제2 공급포트; 및
제2 공급포트로 유입된 제2 용액이 외부로 배출되도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 복수 개의 제2 배출포트를 포함하고,
2개의 제1 공급포트, 2개의 제2 공급포트, 2개의 제1 배출포트 및 제2 배출포트 각각은 하나의 포트 연결부재에 의하여 서로 연통되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
24. The method of claim 23,
In each housing,
at least a plurality of first supply ports provided to supply a first solution to the first flow path and communicated with each other by a port connecting member;
at least two first discharge ports provided so that the first solution introduced into the first supply port is discharged to the outside and communicated with each other by a port connection member;
a plurality of second supply ports provided to supply a second solution to a second flow path and communicated with each other by a port connecting member; and
It is provided so that the second solution introduced into the second supply port is discharged to the outside and includes a plurality of second discharge ports communicating with each other by a port connection member,
The two first supply ports, the two second supply ports, the two first discharge ports and the second discharge ports each communicate with each other by a single port connecting member, a reverse electrodialysis saline generator.
하우징에는,
스택의 전극부 각각으로 전극 용액을 공급하도록 마련된 하나 이상의 전극용액 공급포트; 및
전극용액 공급포트를 통해 공급된 전극 용액이 외부로 배출되도록 마련된 복수 개의 전극용액 배출포트를 포함하고,
전극용액 공급포트 및 전극용액 배출포트의 각각은 전극부와 연결되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
26. The method of claim 25,
In the housing,
one or more electrode solution supply ports provided to supply an electrode solution to each electrode part of the stack; and
A plurality of electrode solution discharge ports provided so that the electrode solution supplied through the electrode solution supply port is discharged to the outside,
Each of the electrode solution supply port and the electrode solution discharge port is connected to the electrode part, a reverse electrodialysis saline generator.
서로 인접하게 위치된 전극부는 전극봉에 의해 전기적으로 연결되도록 하며,
서로 인접하게 위치된 전극부의 사이는 전극용액 공급포트를 통해 전극부로 공급된 전극용액 내의 이온이 서로 간섭되지 않도록 분리되도록 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
27. The method of claim 26,
The electrode parts positioned adjacent to each other are electrically connected by an electrode,
The reverse electrodialysis saline generator is formed so that ions in the electrode solution supplied to the electrode part through the electrode solution supply port are separated so that ions in the electrode solution do not interfere with each other between the electrode parts positioned adjacent to each other.
내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되고, 이온 교환막부의 상단부 및 하단부에 각각 결합되는 전극부;
내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되는 실링부재; 및
이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 각각 결합되는 하우징;
을 포함하고,
전극부, 이온 교환막부, 실링부재 및 하우징이 함께 결합된 형태의 단위 스택을 형성하며,
적어도 하나의 단위 스택이 결합되는 공간이 마련되며 제1 용액 및 제2 용액이 유입되어 외부로 유출되는 적어도 하나의 공동배관이 형성되는 케이스를 더 포함하고,
하나의 단위 스택은 하나의 케이스에 결합되되, 내부에 단위 스택이 위치된 하나의 케이스가 종 방향을 따라 적층 배열되어 하나의 염분차 모듈로 형성되며,
적층 배열된 케이스의 외측면에는 적어도 일면이 평평하게 형성된 하우징이 결합되고,
하우징은 적어도 4개로 분할되어 형성되되, 4개로 분할 형성된 하우징의 종 방향 길이는 염분차 발전모듈의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성되어 하나의 염분차 모듈의 외측면을 커버하도록 마련된, 역전기투석 염분차 발전장치.
A plurality of cation exchange membranes and anion exchange membranes are crossed and stacked, and at least one first flow path through which a first solution flows is formed between one side of the cation exchange membrane and anion exchange membrane arranged adjacent to each other, and arranged adjacent to each other an ion exchange membrane unit having at least one second flow path formed between the other side surfaces of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane through which a second solution having a lower concentration than the first solution flows;
At least one electrode and a separator are provided therein, and the electrode unit is coupled to the upper end and the lower end of the ion exchange membrane, respectively;
a sealing member provided in a hollow interior and coupled to surround each corner of the ion exchange membrane unit and the electrode unit; and
a housing coupled to the outer surfaces of the ion exchange membrane unit, the electrode unit, and the sealing member in a state in which the ion exchange membrane unit, the electrode unit, and the sealing member are coupled;
including,
The electrode part, the ion exchange membrane part, the sealing member, and the housing form a combined unit stack,
It further includes a case in which a space is provided in which at least one unit stack is coupled and at least one common pipe through which the first solution and the second solution are introduced and discharged to the outside is formed,
One unit stack is coupled to one case, and one case in which the unit stack is located is stacked and arranged along the longitudinal direction to form one salinity difference module,
A housing having at least one surface formed flat is coupled to the outer surface of the stacked case,
The housing is divided into at least four, and the longitudinal length of the housing divided into four is formed to have the same length as the longitudinal length of the salinity difference power module, and is provided to cover the outer surface of one salinity difference module, reverse electrodialysis Salt difference generator.
공동 배관은,
적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제1 단위공급포트와 연결되는 제1 용액 유입배관;
제1 용액 유입배관에 대응하여 복수 개의 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제1 단위 배출포트와 연결되는 제1 용액 배출배관;
적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제2 단위 공급포트와 연결되는 제2 용액 유입배관; 및
제2 용액 유입배관에 대응하여 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제2 단위 배출포트와 연결되는 제2 용액 유출배관을 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
29. The method of claim 28,
common plumbing,
a first solution inlet pipe provided along the longitudinal direction of the stacked case and connected to the first unit supply port provided in the unit stack;
a first solution discharge pipe provided along the longitudinal direction of the plurality of stacked cases corresponding to the first solution inlet pipe and connected to the first unit discharge port provided in the unit stack;
a second solution inlet pipe provided along the longitudinal direction of the stacked case and connected to a second unit supply port provided in the unit stack; and
Reverse electrodialysis saline power generation device provided along the longitudinal direction of the stacked case corresponding to the second solution inlet pipe, and including a second solution outlet pipe connected to the second unit discharge port provided in the unit stack.
케이스의 상측 및 하측에는 적어도 하나의 전극봉이 마련되고,
단위 스택이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 단위 전극용액 공급포트와 연결되는 전극용액 유입구; 및
전극용액 유입구에 대응하며 단위 스택이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 단위 전극용액 배출포트와 연결되는 전극용액 배출구를 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
31. The method of claim 30,
At least one electrode is provided on the upper and lower sides of the case,
an electrode solution inlet provided along a longitudinal direction in which the unit stacks are stacked and connected to a unit electrode solution supply port provided in the unit stack; and
A reverse electrodialysis saline generator comprising an electrode solution outlet that corresponds to the electrode solution inlet and is provided along the longitudinal direction in which the unit stacks are stacked, and is connected to the unit electrode solution outlet port provided in the unit stack.
케이스는,
전극용액 유입구를 통해 케이스에 위치된 각각의 단위 스택으로 공급된 전극 용액이 인접하게 위치된 다른 단위 스택으로 유입되지 않도록 하는 전극용액 격리부를 더 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
32. The method of claim 31,
The case is
Reverse electrodialysis saline power generation device, further comprising an electrode solution isolation unit that prevents the electrode solution supplied to each unit stack located in the case through the electrode solution inlet from flowing into another unit stack located adjacently.
전극용액 격리부는,
케이스의 내부에 마련되며, 하나의 단위 스택의 일면에 형성된 전극홀과 접촉되는 적어도 하나의 제1 부재;
케이스의 내부에 마련되며 어느 하나는 제1 부재와 결합되고 다른 하나는 제1 부재와 소정 간격 이격되되 전극봉과 접촉되도록 마련된 한 쌍의 제2 부재; 및
한 쌍의 제2 부재 사이에 마련되어 제1 부재와 먼 위치에 위치된 하나의 제2 부재와 접촉되는 전극봉을 제1 부재와 가깝게 위치된 다른 하나의 제2 부재에 대해 탄성 지지하는 제3 부재를 포함하고,
하나의 단위 스택이 케이스에 대해 횡 방향으로 이동 가능하게 마련되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
33. The method of claim 32,
The electrode solution isolation unit,
at least one first member provided inside the case and in contact with an electrode hole formed on one surface of one unit stack;
a pair of second members provided inside the case, one of which is coupled to the first member and the other is spaced apart from the first member by a predetermined distance and provided to contact the electrode; and
A third member provided between the pair of second members to elastically support the electrode rod in contact with one second member positioned far from the first member with respect to the other second member positioned close to the first member. including,
One unit stack is provided to be movable in the transverse direction with respect to the case, a reverse electrodialysis saline generator.
전극용액 격리부는,
두 개의 단위 스택 사이에 위치된 케이스의 내부에 마련되며, 서로 인접하게 마련된 각각의 단위 스택의 일면에 형성된 전극홀과 각각 접촉되도록 마련된 한 쌍의 제1 부재;
케이스의 내부에 마련되며 한 쌍의 제1 부재와 각각 결합되는 한 쌍의 제2 부재; 및
한 쌍의 제2 부재 사이에 마련되며 한 쌍의 제2 부재 사이를 탄성 지지하는 제3 부재를 포함하고,
하나의 케이스와 인접하게 위치된 두 개의 단위 스택은 케이스를 기준으로 횡 방향으로 이동 가능하게 마련되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
33. The method of claim 32,
The electrode solution isolation part,
a pair of first members provided inside the case positioned between two unit stacks and provided to be in contact with electrode holes formed on one surface of each of the unit stacks adjacent to each other;
a pair of second members provided inside the case and each coupled to the pair of first members; and
A third member provided between the pair of second members and elastically supported between the pair of second members,
Two unit stacks positioned adjacent to one case are provided to be movable in the transverse direction with respect to the case, the reverse electrodialysis saline generator.
4개로 분할 형성된 하우징 중에서 서로 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 긴 길이로 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치. 29. The method of claim 28,
The lateral length of the two housings facing each other among the housings divided into four is formed to be longer than the lateral length of the other two housings, the reverse electrodialysis saline generator.
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US20180353909A1 (en) * | 2015-11-26 | 2018-12-13 | Fujifilm Manufacturing Europe B.V. | Membrane Stack and Method for Making the Same |
KR102030113B1 (en) * | 2018-04-09 | 2019-11-08 | 한국에너지기술연구원 | Power generating apparatus using the salinity gradient |
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