KR102685807B1

KR102685807B1 - Cartridge unit for flow-electrode and flow-electrode capacitive deionization apparatus

Info

Publication number: KR102685807B1
Application number: KR1020230127654A
Authority: KR
Inventors: 허현철
Original assignee: 주식회사 일렉트로워터
Priority date: 2023-06-08
Filing date: 2023-09-25
Publication date: 2024-07-17

Abstract

본 발명은 흐름 전극용 카트리지 유닛 및 이를 이용한 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극용 카트리지 유닛은 판면에 제1 이온 통과공이 형성된 제1 케이스와, 판면에 제2 이온 통과공이 형성되고, 내부에 전극 유체가 유동하기 위한 흐름 전극 채널이 형성되도록 상기 제1 케이스와 결합되는 제2 케이스와, 상기 제1 케이스의 판면에 부착되어 상기 제1 이온 통과공을 차단하는 제1 이온 투과막과, 상기 제2 케이스의 판면에 부착되어 상기 제2 이온 통과공을 차단하는 제2 이온 투과막과, 상기 흐름 전극 채널 내부에 배치되는 전극판을 포함하며; 상기 전극판으로 전원이 인가되면, 상기 제1 이온 투과막 및 상기 제2 이온 투과막을 통과한 이온이 상기 흐름 전극 채널 내부로 이동하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a cartridge unit for a flow electrode and a flow electrode capacitive deionization device using the same. A cartridge unit for a flow electrode according to an embodiment of the present invention has a first case in which a first ion passage hole is formed in the plate surface, a second ion passage hole is formed in the plate surface, and a flow electrode channel for flowing the electrode fluid is formed therein. A second case coupled to the first case, a first ion permeable membrane attached to the plate of the first case to block the first ion passage hole, and a first ion permeable membrane attached to the plate of the second case to filter the second ions. It includes a second ion permeable membrane that blocks the passage hole, and an electrode plate disposed inside the flow electrode channel; When power is applied to the electrode plate, ions passing through the first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane move into the flow electrode channel.

Description

Cartridge unit for flow electrode and flow electrode capacitive deionization device using the same {CARTRIDGE UNIT FOR FLOW-ELECTRODE AND FLOW-ELECTRODE CAPACITIVE DEIONIZATION APPARATUS}

본 발명은 흐름 전극용 카트리지 유닛 및 이를 이용한 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흐름 전극 축전식 탈이온화를 이용한 수처리에 적용되는 흐름 전극용 카트리지 유닛 및 이를 이용한 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flow electrode cartridge unit and a flow electrode capacitive deionization device using the same. More specifically, a flow electrode cartridge unit applied to water treatment using flow electrode capacitive deionization and a flow electrode capacitive deionization device using the same. It relates to deionization devices.

최근 세계 각국은 대기환경 오염 및 지구온난화 문제를 해결하기 위해 청정대체 에너지 개발에 노력을 기울이고 있으며 특히 최근에는 전해질 농도차를 이용한 해양 발전이 새로운 화두로 크게 대두되고 있다.Recently, countries around the world are making efforts to develop clean alternative energy to solve the problems of air pollution and global warming, and in particular, marine power generation using electrolyte concentration differences has emerged as a new topic.

이와 함께 다양한 대체 에너지를 통해 생성된 전기에너지를 저장할 수 있는 대용량 전력저장기술 개발은 미래 녹색산업기반의 핵심으로 대두되고 있다. 이러한 미래 전력저장 기술의 대부분은 Li 이온 전지 방식 또는 이온의 흡착(충전) 및 탈착(방전) 원리를 이용한 슈퍼캐패시터(Super capacitor)와 같은 방식으로, 세계 각국은 소재부품의 충방전 특성의 개선을 통한 고효율 컴팩트화와 대용량화를 위해 많은 연구개발 노력을 진행 중이다.At the same time, the development of large-capacity power storage technology that can store electric energy generated through various alternative energies is emerging as the core of the future green industrial base. Most of these future power storage technologies are Li-ion batteries or super capacitors that use the principles of ion adsorption (charge) and desorption (discharge). Countries around the world are working to improve the charge and discharge characteristics of material components. A lot of research and development efforts are underway to achieve high efficiency, compactness and large capacity.

한편, 최근에는 수질오염 및 물 부족에 대비한 정수 또는 폐수처리, 해수담수화와 같은 수처리 분야에서도 이와 동일한 원리를 이용하여 기존의 증발법이나 역삼투압(RO)법에 비해 매우 낮은 에너지 비용만으로 수처리가 가능한 공정, 즉 축전식 탈이온화(Capacitive Deionization: CDI) 공정 개발이 진행 중이다.Meanwhile, recently, the same principle has been used in water treatment fields such as water purification, wastewater treatment, and seawater desalination to prepare for water pollution and water shortage, enabling water treatment with very low energy costs compared to the existing evaporation method or reverse osmosis (RO) method. Development of a possible process, namely the capacitive deionization (CDI) process, is underway.

이러한 동일 원리를 이용한 전력저장과 수처리 시스템에 있어 가장 큰 문제는 대용량화시 효율 저하와 고가의 장치 비용이다. 즉 스케일업을 위한 전극의 대면적화, 이에 따른 전극 내 전기장 분포의 불균일, 집전체에 코팅되는 박막 전극의 제한된 활물질량, 코팅과정에서 바인더에 의한 활물질과 전해질의 접촉면적 감소 및 충방전 효율 저하 등으로 다수의 단위셀 스택화가 필요하고, 이에 따른 장치의 고가화, 특히 CDI(Capacitive Deionization) 공정의 경우 스택(stack) 내 물(전해질) 흐름의 압력손실에 의한 운전비용의 증가가 문제점으로 지적되고 있다.The biggest problems with power storage and water treatment systems using the same principle are reduced efficiency when increasing capacity and high device costs. That is, the large area of the electrode for scale-up, the resulting uneven distribution of the electric field within the electrode, the limited amount of active material in the thin film electrode coated on the current collector, the decrease in the contact area between the active material and the electrolyte due to the binder during the coating process, and the decrease in charge and discharge efficiency, etc. As a result, a large number of unit cells are required to be stacked, and the resulting equipment becomes more expensive. In particular, in the case of the CDI (Capacitive Deionization) process, an increase in operating costs due to pressure loss of the water (electrolyte) flow within the stack has been pointed out as a problem. .

최근에, 흐름 전극 축전식 탈이온화(FCDI)으로 불리는 새로운 GDI 접근법이 제안되고 있다. 일 예로 한국등록특허 제10-1233295호, 제10-1318331호가 그 예이다.Recently, a new GDI approach called flow electrode capacitive deionization (FCDI) has been proposed. One example is Korean Patent Nos. 10-1233295 and 10-1318331.

흐름 전극 축전식 탈이온화 기술의 경우, 대용량화를 위해서 전극 면적을 늘리는 등의 설계가 필요하므로, 설치 공간을 감소시면서도 전극 용량을 증대할 수 있고, 흐름 전극과 유입수의 접촉 면적을 최대화할 수 있으며, 구조의 간소화가 가능한 흐름 전극 축전식 탈이온화 기술의 개발이 요구되고 있다.In the case of flow electrode capacitive deionization technology, design such as increasing the electrode area is required to increase capacity, so electrode capacity can be increased while reducing installation space, and the contact area between the flow electrode and inflow water can be maximized. , there is a need for the development of a flow electrode capacitive deionization technology that can simplify the structure.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 설치 공간을 감소시면서도 전극 용량을 증대할 수 있고, 흐름 전극과 원수의 접촉 면적을 최대화할 수 있으며, 구조의 간소화가 가능한 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was developed to solve the above problems, and it is possible to increase the electrode capacity while reducing the installation space, maximize the contact area between the flow electrode and raw water, and simplify the structure. The purpose is to provide an electrode capacitive deionization device.

또한, 본 발명은 흐름 전극 축전식 탈이온화를 구현하는데 있어, 양극 또는 음극 유닛의 교체 및 관리가 용이하고, 사이즈의 조절이 용이한 흐름 전극용 카트리지 유닛 및 이를 이용한 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, in implementing flow electrode capacitive deionization, the present invention provides a flow electrode cartridge unit that is easy to replace and manage the anode or cathode unit and easy to adjust the size, and a flow electrode capacitive deionization device using the same. There is another purpose in providing it.

상기 목적은 본 발명에 따라, 흐름 전극용 카트리지 유닛에 있어서, 판면에 제1 이온 통과공이 형성된 제1 케이스와, 판면에 제2 이온 통과공이 형성되고, 내부에 전극 유체가 유동하기 위한 흐름 전극 채널이 형성되도록 상기 제1 케이스와 결합되는 제2 케이스와, 상기 제1 케이스의 판면에 부착되어 상기 제1 이온 통과공을 차단하는 제1 이온 투과막과, 상기 제2 케이스의 판면에 부착되어 상기 제2 이온 통과공을 차단하는 제2 이온 투과막과, 상기 흐름 전극 채널 내부에 배치되는 전극판을 포함하며; 상기 전극판으로 전원이 인가되면, 상기 제1 이온 투과막 및 상기 제2 이온 투과막을 통과한 이온이 상기 흐름 전극 채널 내부로 이동하는 것을 특징으로 하는 흐름 전극용 카트리지 유닛에 의해서 달성된다.The above object is, according to the present invention, a cartridge unit for a flow electrode, comprising: a first case having a first ion passing hole formed on a plate surface; a second ion passing hole formed on the plate surface; and a flow electrode channel for flowing electrode fluid therein. a second case coupled to the first case to form a second case, a first ion permeable membrane attached to the plate surface of the first case to block the first ion passage hole, and a first ion permeable membrane attached to the plate surface of the second case to block the first ion passage hole. It includes a second ion permeable membrane that blocks the second ion passage hole, and an electrode plate disposed inside the flow electrode channel; This is achieved by a cartridge unit for a flow electrode, wherein when power is applied to the electrode plate, ions passing through the first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane move into the flow electrode channel.

여기서, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 판면 상부 측에 측면 방향으로 상호 이격되고, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 전후 방향으로 관통하여 형성되는 한 쌍의 전극 유체 유입관과, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 판면 하부 측에 측면 방향으로 상호 이격되고, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 전후 방향으로 관통하여 형성되는 한 쌍의 전극 유체 배출관을 더 포함하고; 한 쌍의 상기 전극 유체 유입관 중 하나에는 해당 전극 유체 유입관과 상기 흐름 전극 채널을 연통시키는 전극 유체 유입공이 형성되어, 해당 전극 유체 유입관을 통해 유동하는 상기 전극 유체가 상기 전극 유체 유입공을 통해 상기 흐름 전극 채널로 유동하며; 한 쌍의 상기 전극 유체 배출관 중 하나에는 해당 전극 유체 배출관과 상기 흐름 전극 채널을 연통시키는 전극 유체 배출공이 형성되어, 상기 흐름 전극 채널 내의 상기 전극 유체가 상기 전극 유체 배출공을 통해 상기 전극 유체 배출관으로 배출될 수 있다.Here, a pair of electrode fluid inlet pipes are laterally spaced apart from each other on the upper side of the plate surfaces of the first case and the second case and are formed to penetrate the first case and the second case in the front-back direction, It further includes a pair of electrode fluid discharge pipes that are laterally spaced apart from each other on lower sides of the plate surfaces of the first case and the second case and are formed to penetrate the first case and the second case in the front-back direction; An electrode fluid inlet hole is formed in one of the pair of electrode fluid inflow pipes to communicate with the electrode fluid inflow pipe and the flow electrode channel, so that the electrode fluid flowing through the electrode fluid inflow pipe passes through the electrode fluid inlet hole. flows through the flow electrode channel; An electrode fluid discharge hole is formed in one of the pair of electrode fluid discharge pipes to communicate with the corresponding electrode fluid discharge pipe and the flow electrode channel, so that the electrode fluid in the flow electrode channel flows into the electrode fluid discharge pipe through the electrode fluid discharge hole. may be discharged.

그리고, 상기 전극 유체 유입관은 상기 제1 케이스로부터 상기 제2 케이스를 향해 돌출된 제1 케이스 유입관과, 상기 제2 케이스로부터 상기 제1 케이스를 향해 돌출된 제2 케이스 유입관을 포함하고, 상기 전극 유체 배출관은 상기 제1 케이스로부터 상기 제2 케이스를 향해 돌출된 제1 케이스 배출관과, 상기 제2 케이스로부터 상기 제1 케이스를 향해 돌출된 제2 케이스 배출관을 포함하며; 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스가 결합될 때, 상기 제1 케이스 유입관 및 상기 제2 케이스 유입관이 연결되어 상기 전극 유체 유입관을 형성하고, 상기 제1 케이스 배출관 및 상기 제2 케이스 배출관이 연결되어 상기 전극 유체 배출관을 형성할 수 있다.And, the electrode fluid inflow pipe includes a first case inflow pipe protruding from the first case toward the second case, and a second case inflow pipe protruding from the second case toward the first case, The electrode fluid discharge pipe includes a first case discharge pipe protruding from the first case toward the second case, and a second case discharge pipe protruding from the second case toward the first case; When the first case and the second case are combined, the first case inlet pipe and the second case inlet pipe are connected to form the electrode fluid inlet pipe, and the first case discharge pipe and the second case discharge pipe are connected to each other to form the electrode fluid inlet pipe. This may be connected to form the electrode fluid discharge pipe.

그리고, 상기 제1 이온 투과막 및 상기 제2 이온 투과막으로 양이온 교환막이 적용되는 경우, 한 쌍의 상기 전극 유체 유입관 중 일측에 상기 전극 유체 유입공이 형성되며; 상기 제1 이온 투과막 및 상기 제2 이온 투과막으로 음이온 교환막이 적용되는 경우, 한 쌍의 상기 전극 유체 유입관 중 타측에 상기 전극 유체 유입공이 형성될 수 있다.In addition, when a cation exchange membrane is applied to the first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane, the electrode fluid inlet hole is formed on one side of the pair of electrode fluid inlet pipes; When an anion exchange membrane is applied to the first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane, the electrode fluid inlet hole may be formed on the other side of the pair of electrode fluid inlet pipes.

그리고, 상기 전극 유체 유입공과 상기 전극 유체 배출공은 각각 대각 방향에 위치하는 상기 전극 유체 유입관 및 상기 전극 유체 배출관에 형성될 수 있다.Additionally, the electrode fluid inlet hole and the electrode fluid discharge hole may be formed in the electrode fluid inlet pipe and the electrode fluid discharge pipe, respectively, located in diagonal directions.

그리고, 상기 제1 이온 통과공 및 상기 제2 이온 통과공은 각각 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 판면에 복수 개 형성될 수 있다.Additionally, a plurality of first ion passage holes and a plurality of second ion passage holes may be formed on the plate surfaces of the first case and the second case, respectively.

그리고, 상기 제1 이온 투과막은 상기 흐름 전극 채널의 외부 측에서 상기 제1 케이스의 전면에 부착되며; 상기 제2 이온 투과막은 상기 흐름 전극 채널의 외부에서 상기 제2 케이스의 배면에 부착될 수 있다.And, the first ion permeable membrane is attached to the front of the first case on the outer side of the flow electrode channel; The second ion permeable membrane may be attached to the back of the second case outside the flow electrode channel.

그리고, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 중 적어도 하나는 내측 판면으로부터 상기 전극판을 향해 돌출된 역 V자 형상의 복수의 분산 가이드 리브를 포함하며; 상기 전극 유체 유입공을 통해 유입되는 상기 전극 유체는 각각의 상기 분산 가이드 리브에 의해 가이드되어 상기 흐름 전극 채널 내부에서 측면 방향으로 분산되면서 하부 방향으로 유동할 수 있다.And, at least one of the first case and the second case includes a plurality of inverted V-shaped distributed guide ribs protruding from the inner plate surface toward the electrode plate; The electrode fluid flowing in through the electrode fluid inlet hole may be guided by each of the distribution guide ribs and flow downward while being distributed laterally inside the flow electrode channel.

그리고, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 중 적어도 하나는 내측 판면의 하부 영역으로부터 상기 전극판을 향해 돌출되고, 상기 전극 유체 배출공을 향해 하향 경사지게 형성된 배출 가이드 리브를 포함하며; 상기 흐름 전극 채널 내부에서 하부 방향으로 유동하는 상기 전극 유체는 상기 배출 가이드 리브에 의해 가이드되어 상기 전극 유체 배출공 방향으로 유동할 수 있다.And, at least one of the first case and the second case includes a discharge guide rib that protrudes from a lower region of the inner plate surface toward the electrode plate and is inclined downward toward the electrode fluid discharge hole; The electrode fluid flowing downward within the flow electrode channel may be guided by the discharge guide rib and flow toward the electrode fluid discharge hole.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치에 있어서, 복수의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛이 제1 방향을 따라 상호 대향하게 이격된 상태로 배치되는 카트리지 어레이 모듈과, 상기 카트리지 어레이 모듈에 상기 전극 유체를 공급하는 외부 유입관과, 상기 카트리지 어레이 모듈을 통과한 상기 전극 유체가 배출되는 외부 배출관과, 복수의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛이 상기 제1 방향으로 교대로 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛과, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛을 형성하도록, 복수의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛의 각 전극판에 교대로 연결되는 양 전원 라인과 음 전원 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치에 의해서도 달성된다.Meanwhile, the above object is, according to another embodiment of the present invention, in a flow electrode capacitive deionization device, a cartridge array module in which a plurality of cartridge units for flow electrodes are arranged to face each other and be spaced apart along the first direction. And, an external inlet pipe for supplying the electrode fluid to the cartridge array module, an external discharge pipe for discharging the electrode fluid that has passed through the cartridge array module, and a plurality of cartridge units for flow electrodes alternating in the first direction. Characterized by comprising a positive power line and a negative power line alternately connected to each electrode plate of the plurality of cartridge units for flow electrodes to form a cartridge unit for an anode flow electrode and a cartridge unit for a cathode flow electrode. It is also achieved by a flow electrode capacitive deionization device.

여기서, 각각의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛은 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 판면 상부 측에 측면 방향으로 상호 이격되고, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 전후 방향으로 관통하여 형성되는 한 쌍의 전극 유체 유입관과, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 판면 하부 측에 측면 방향으로 상호 이격되고, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 전후 방향으로 관통하여 형성되는 한 쌍의 전극 유체 배출관을 더 포함하고; 각각의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 상기 전극 유체 유입관 중 상호 대응하는 위치의 전극 유체 유입관들은 상기 제1 방향으로 상호 연결되어 각각 제1 내부 유입관 및 제2 내부 유입관을 형성하고; 각각의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 상기 전극 유체 배출관 중 상호 대응하는 위치의 전극 유체 배출관들은 상기 제1 방향으로 상호 연결되어 각각 제1 내부 배출관 및 제2 내부 배출관을 형성하고; 양극의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 전극 유체 유입관 중 상기 제1 내부 유입관을 형성하는 전극 유체 유입관에 전극 유체 유입공이 형성되고, 음극의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 전극 유체 유입관 중 상기 제2 내부 유입관을 형성하는 전극 유체 유입관에 전극 유체 유입공이 형성되며; 음극의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 전극 유체 배출관 중 상기 제1 내부 배출관을 형성하는 전극 유체 배출관에 전극 유체 배출공이 형성되고, 양극의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 전극 유체 배출관 중 상기 제2 내부 배출관을 형성하는 전극 유체 배출관에 전극 유체 배출공이 형성될 수 있다.Here, each of the cartridge units for flow electrodes is spaced apart from each other in the lateral direction on the upper side of the plate surface of the first case and the second case, and is formed to penetrate the first case and the second case in the front-back direction. A pair of electrode fluid inflow pipes, and a pair of electrodes that are laterally spaced apart from each other on the lower sides of the plate surfaces of the first case and the second case and are formed to penetrate the first case and the second case in the front-back direction. further comprising a fluid outlet pipe; Among the pair of electrode fluid inflow pipes of each flow electrode cartridge unit, electrode fluid inflow pipes at corresponding positions are connected to each other in the first direction to form a first internal inflow pipe and a second internal inflow pipe, respectively. do; Among the pair of electrode fluid discharge pipes of each flow electrode cartridge unit, electrode fluid discharge pipes at corresponding positions are connected to each other in the first direction to form a first internal discharge pipe and a second internal discharge pipe, respectively; An electrode fluid inflow hole is formed in an electrode fluid inflow pipe forming the first internal inflow pipe among a pair of electrode fluid inflow pipes of the flow electrode cartridge unit of the anode, and a pair of electrode fluid inflow pipes of the flow electrode cartridge unit of the cathode are formed. An electrode fluid inflow hole is formed in an electrode fluid inflow pipe forming the second internal inflow pipe among the electrode fluid inflow pipes; An electrode fluid discharge hole is formed in an electrode fluid discharge pipe forming the first internal discharge pipe among a pair of electrode fluid discharge pipes of the flow electrode cartridge unit of the cathode, and a pair of electrode fluid discharge pipes of the flow electrode cartridge unit of the positive electrode. An electrode fluid discharge hole may be formed in the electrode fluid discharge pipe forming the second internal discharge pipe.

그리고, 양극의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛의 제1 이온 투과막 및 제2 이온 투과막은 음이온 교환막이 적용되고, 음극의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛의 제1 이온 투과막 및 제2 이온 투과막은 양이온 교환막이 적용될 수 있다.In addition, the first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane of the flow electrode cartridge unit of the positive electrode are an anion exchange membrane, and the first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane of the negative electrode cartridge unit are cation exchange membranes. This can be applied.

또한, 상기 외부 유입관은 복수의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛 중 최 전방에 배치된 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 상기 전극 유체 유입관 각각에 연결되어 상기 제1 내부 유입관 및 상기 제2 내부 유입관으로 상기 전극 유체를 공급하며; 상기 외부 배출관은 복수의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛 중 최 후방에 배치된 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 상기 전극 유체 배출관 각각에 연결되어 상기 제1 내부 배출관 및 상기 제2 내부 배출관을 통해유동하는 상기 전극 유체를 배출시킬 수 있다.In addition, the external inflow pipe is connected to each of the pair of electrode fluid inflow pipes of the cartridge unit for flow electrodes disposed at the frontmost among the plurality of cartridge units for flow electrodes, and is connected to the first internal inflow pipe and the second internal inflow pipe. supplying the electrode fluid to an inlet pipe; The external discharge pipe is connected to each of the pair of electrode fluid discharge pipes of the cartridge unit for flow electrodes disposed at the rearmost among the plurality of cartridge units for flow electrodes, and flows through the first internal discharge pipe and the second internal discharge pipe. The electrode fluid can be discharged.

그리고, 복수의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛 중 최 후방에 배치된 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 상기 전극 유체 유입관 후방은 차단되고; 복수의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛 중 최 전방에 배치된 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 상기 전극 유체 배출관 전방은 차단될 수 있다.And, the rear of the pair of electrode fluid inlet pipes of the flow electrode cartridge unit disposed at the rearmost among the plurality of flow electrode cartridge units is blocked; The front of the pair of electrode fluid discharge pipes of the cartridge unit for flow electrodes disposed at the front among the plurality of cartridge units for flow electrodes may be blocked.

그리고, 각각의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 상기 전극 유체 유입관 및 한 쌍의 상기 전극 유체 배출관은 각각 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스로부터 전방 및 후방을 향해 돌출되고; 후방 측에 배치된 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 상기 전극 유체 유입관 및 한 쌍의 상기 전극 유체 배출관과 전방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 상기 전극 유체 유입관 및 한 쌍의 상기 전극 유체 배출관 중 어느 일측으로 타측으로 삽입되어, 상기 제1 내부 유입관, 상기 제2 내부 유입관, 상기 제1 내부 배출관 및 상기 제2 내부 배출관을 형성할 수 있다.And, the pair of electrode fluid inflow pipes and the pair of electrode fluid discharge pipes of each of the cartridge units for flow electrodes protrude toward the front and rear from the first case and the second case, respectively; A pair of electrode fluid inflow pipes and a pair of electrode fluid discharge pipes of the cartridge unit for flow electrodes disposed on the rear side, and a pair of electrode fluid inflow pipes and a pair of electrode fluid discharge pipes of the cartridge unit for flow electrodes on the front side. One side of the electrode fluid discharge pipe may be inserted into the other side to form the first internal inlet pipe, the second internal inlet pipe, the first internal discharge pipe, and the second internal discharge pipe.

그리고, 각각의 상기 흐름 전극용 카트리지 유닛의 제1 케이스에는 측면에 상하 방향으로 전방을 향해 돌출된 한 쌍씩의 후크부가 형성되고, 제2 케이스에는 상기 후크부에 대응하는 위치에 후크홈에 형성되어, 후방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 상기 전극 유체 유입관 및 한 쌍의 상기 전극 유체 배출관이 전방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛의 한 쌍의 상기 전극 유체 유입관 및 한 쌍의 상기 전극 유체 배출관이 결합될 때, 상기 후크부가 상기 후크 홈에 끼워져 후방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛과 전방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛이 상호 이격된 상태로 상호 결합될 수 있다.In addition, the first case of each cartridge unit for flow electrodes is formed with a pair of hook parts protruding forward in the vertical direction on the side, and the second case is formed in a hook groove at a position corresponding to the hook part. , a pair of electrode fluid inflow pipes and a pair of electrode fluid discharge pipes of the cartridge unit for flow electrodes on the rear side, and a pair of electrode fluid inflow pipes and a pair of electrode fluid discharge pipes of the cartridge unit for flow electrodes on the front side. When the fluid discharge pipe is coupled, the hook portion is inserted into the hook groove so that the cartridge unit for flow electrodes on the rear side and the cartridge unit for flow electrodes on the front side can be coupled to each other while being spaced apart from each other.

상기와 같은 구성에 따라, 본 발명에 따르면 이온 제거가 요구되는 원수가 흐르는 저수조에 카트리지 어레이부를 침지시켜 수처리 과정을 수행함으로써, 처리 용량이 증가하는 효과가 제공된다.According to the above configuration, the present invention provides the effect of increasing the treatment capacity by performing a water treatment process by immersing the cartridge array unit in a water tank through which raw water from which ions are required is flowing.

또한, 카트리지 어레이 모듈을 구성하는 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛과 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛을 각각 카트리지 타입의 모듈 형태로 구성하여, 원수와의 접촉 면적을 최대화시켜, 공정 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the cartridge unit for the anode flow electrode and the cartridge unit for the cathode flow electrode that make up the cartridge array module are each configured in the form of a cartridge-type module, thereby maximizing the contact area with raw water and improving process performance. .

그리고, 대면적의 카트리지 형태로 제작하여 대면적화에 기여함과 동시에, 설치 공간을 감소시키는 효과도 동시에 달성할 수 있다.In addition, by manufacturing it in the form of a large-area cartridge, it can contribute to increasing the area and simultaneously achieve the effect of reducing the installation space.

그리고, 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛과 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛을 각각 모듈화하여, 개별 관리가 용이하여, 조립, 설치 및 유지보수에도 적합한 효과가 제공된다.In addition, the cartridge unit for the anode flow electrode and the cartridge unit for the cathode flow electrode are each modularized, making individual management easy, providing an effect suitable for assembly, installation, and maintenance.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치의 구성의 예를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 어레이 모듈의 전방 사시도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 어레이 모듈의 후방 사시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 어레이 모듈의 일부 분해 사시도이고,
도 5는 도 4의 A-A 선에 따른 단면도이고,
도 6은 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극용 카트리지 유닛의 분해 사시도이고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극용 카트리지 유닛의 제1 케이스 및 제2 케이스의 사시도이다.1 is a diagram showing an example of the configuration of a flow electrode capacitive deionization device according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a front perspective view of a cartridge array module according to an embodiment of the present invention,
Figure 3 is a rear perspective view of a cartridge array module according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is a partially exploded perspective view of a cartridge array module according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 4,
Figure 6 is a cross-sectional view taken along line BB in Figure 4;
Figure 7 is an exploded perspective view of a cartridge unit for a flow electrode according to an embodiment of the present invention;
Figure 8 is a perspective view of the first case and the second case of the cartridge unit for flow electrode according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete, and that it is common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치(1)의 구성의 예를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 어레이 모듈(10)의 전방 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 어레이 모듈(10)의 후방 사시도이다.Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of a flow electrode capacitive deionization device 1 according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a front perspective view of the cartridge array module 10 according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a rear perspective view of the cartridge array module 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시에에 따른 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치(1)는 카트리지 어레이 모듈(10), 외부 유입관(40), 외부 배출관(50), 양 전원 라인(60) 및 음 전원 라인(70)을 포함하여 구성될 수 있다.1 to 3, the flow electrode capacitive deionization device 1 according to an embodiment of the present invention includes a cartridge array module 10, an external inlet pipe 40, an external discharge pipe 50, and a positive discharge pipe 50. It may be configured to include a power line 60 and a negative power line 70.

본 발명의 실시예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치(1)가 침지식으로 적용되는 것을 예로 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 카트리지 어레이 모듈(10)은 탈이온화 대상인 원수가 흐르는 저수조(80)에 침지된 상태로 축전식 탈이온화(Capacitive Deionization: CDI) 공정을 통해 원수를 처리한다.In an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, it is assumed that the flow electrode capacitive deionization device 1 is applied in an immersion type. As shown in FIG. 1, the cartridge array module 10 treats raw water through a capacitive deionization (CDI) process while immersed in a water storage tank 80 through which raw water to be deionized flows.

본 발명의 실시예에 따른 카트리지 어레이 모듈(10)은 복수의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)이 제1 방향을 따라 상호 대향하게 이격된 상태로 배치된다.In the cartridge array module 10 according to an embodiment of the present invention, a plurality of cartridge units 20 and 20a for flow electrodes are arranged to face each other and be spaced apart along a first direction.

외부 유입관(40)은 카트리지 어레이 모듈(10)에 연결되어, 각각의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)에 전극 유체를 공급한다. 그리고, 외부 배출관(50)은 카트리지 어레이 모듈(10)을 구성하는 각각의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)을 통과한 전극 유체를 카트리지 어레이 모듈(10) 외부로 배출시킨다.The external inlet pipe 40 is connected to the cartridge array module 10 and supplies electrode fluid to each of the cartridge units 20 and 20a for flow electrodes. And, the external discharge pipe 50 discharges the electrode fluid that has passed through each flow electrode cartridge unit 20 and 20a constituting the cartridge array module 10 to the outside of the cartridge array module 10.

양 전원 라인(60)과 음 전원 라인(70)은 복수의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)이 제1 방향으로 교대로 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)과, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)을 형성하도록 복수의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 후술할 전극판(240)에 교대로 연결되는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.The positive power line 60 and the negative power line 70 include a plurality of flow electrode cartridge units 20 and 20a alternating in the first direction, a positive flow electrode cartridge unit 20 and a negative flow electrode cartridge unit 20. To form the cartridge unit 20a, a plurality of flow electrode cartridge units 20 and 20a are alternately connected to the electrode plate 240 to be described later, and a detailed description of this will be provided later.

상기 구성에 따라, 저수조(80)를 통해 유동하는 원수는 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)과, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a) 사이를 유동하면서, 원수 내의 양 이온은 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)으로 이동되고, 음 이온은 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)으로 이동하여, 원수의 탈이온화가 가능하게 된다.According to the above configuration, the raw water flowing through the water storage tank 80 flows between the cartridge unit 20 for the positive electrode flow electrode and the cartridge unit 20a for the negative electrode flow, while the positive ions in the raw water flow in the negative electrode flow. The negative ions move to the electrode cartridge unit 20a, and the anode flows to the electrode cartridge unit 20, enabling deionization of the raw water.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 어레이 모듈(10)의 일부 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 A-A 선에 따른 단면도이고, 도 6은 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 제1 케이스(211) 및 제2 케이스(212)의 사시도이다.Figure 4 is a partially exploded perspective view of the cartridge array module 10 according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 4, Figure 6 is a cross-sectional view taken along line B-B of Figure 4, and Figure 7 is an exploded perspective view of the cartridge unit (20, 20a) for a flow electrode according to an embodiment of the present invention, and Figure 8 is a first case (211) of the cartridge unit (20, 20a) for a flow electrode according to an embodiment of the present invention. and a perspective view of the second case 212.

이하에서는, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 어레이 모듈(10) 및 이를 구성하는 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the cartridge array module 10 according to an embodiment of the present invention and the flow electrode cartridge units 20 and 20a constituting the same will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 8.

본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)은 제1 케이스(211), 제2 케이스(212), 제1 이온 투과막(221), 제2 이온 투과막(222), 및 전극판(240)을 포함하여 구성될 수 있다.The cartridge unit (20, 20a) for a flow electrode according to an embodiment of the present invention includes a first case 211, a second case 212, a first ion permeable membrane 221, a second ion permeable membrane 222, and an electrode plate 240.

제1 케이스(211)와 제2 케이스(212)는 전후방으로 결합되어, 내부에 흐름 전극 채널(230)을 형성한다. 여기서, 흐름 전극 채널(230) 내부로는 전극 유체가 유동하게 되는데, 전극판(240)으로의 전원 인가시 전극 유체가 흐름 전극을 형성하게 된다.The first case 211 and the second case 212 are combined front and rear to form a flow electrode channel 230 therein. Here, the electrode fluid flows inside the flow electrode channel 230, and when power is applied to the electrode plate 240, the electrode fluid forms a flow electrode.

일 실시예로, 전극 유체는 내부에 활성탄과 같은 슈퍼 커패시터 슬러리가 분포되어, 전극판(240)을 통한 전원 인가시 흐름 전극을 형성함으로써, 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 외부를 유동하는 원수 내의 이온을 전기적 성질에 의해 포집하게 된다. 이 때, 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a) 내부로 이동한 이온은 슈퍼 커패시터 슬러리에 흡착되어 전극 유체와 함께 유동하게 된다.In one embodiment, the electrode fluid has a super capacitor slurry such as activated carbon distributed inside, forming a flow electrode when power is applied through the electrode plate 240, thereby flowing to the outside of the cartridge units 20 and 20a for flow electrodes. Ions in raw water are captured by their electrical properties. At this time, the ions moving inside the cartridge units 20 and 20a for flow electrodes are adsorbed to the super capacitor slurry and flow together with the electrode fluid.

한편, 제1 케이스(211)의 판면에는 제1 이온 통과공(2111)이 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 복수의 제1 이온 통과공(2111)이 제1 케이스(211)의 판면에 형성되는 것을 예로 한다. 일 실시예로, 제1 케이스(211)는 판면이 대략 직사각형 형상을 갖는 것을 예로 하며, 복수의 제1 이온 통과공(2111)이 외벽 창문 형태로 분산되어 형성되는 것을 예로 한다.Meanwhile, a first ion passage hole 2111 may be formed on the plate surface of the first case 211. In an embodiment of the present invention, it is assumed that a plurality of first ion passage holes 2111 are formed on the plate surface of the first case 211. In one embodiment, the first case 211 has an approximately rectangular plate surface, and a plurality of first ion passage holes 2111 are dispersed in the form of windows on the outer wall.

제2 케이스(212)의 판면에는 제2 이온 통과공(2121)이 형성될 수 있다. 제1 케이스(211)에 대응하게, 복수의 제2 이온 통과공(2121)이 제2 케이스(212)의 판면에 형성될 수 있다. 일 실시예로, 제2 케이스(212)의 판면은 제1 케이스(211)의 형상에 대응하여, 판면이 직사각형 형상을 갖는 것을 예로 하며, 복수의 제2 이온 통과공(2121)이 외벽 창문 형태로 분산되어 형성되는 것을 예로 한다.A second ion passage hole 2121 may be formed on the plate surface of the second case 212. Corresponding to the first case 211, a plurality of second ion passing holes 2121 may be formed on the plate surface of the second case 212. In one embodiment, the plate surface of the second case 212 corresponds to the shape of the first case 211, and the plate surface has a rectangular shape, and the plurality of second ion passing holes 2121 are formed in the form of windows on the outer wall. For example, it is formed by being dispersed.

본 발명의 실시예에 따른 제1 이온 투과막(221)은 제1 케이스(211)의 판면에 부착되어, 제1 이온 통과공(2111)을 차단한다. 그리고, 제2 이온 투과막(222)은 제1 케이스(211)의 판면에 부착되어 제2 이온 통과공(2121)을 차단한다.The first ion permeable membrane 221 according to an embodiment of the present invention is attached to the plate surface of the first case 211 and blocks the first ion passage hole 2111. And, the second ion permeable membrane 222 is attached to the plate surface of the first case 211 and blocks the second ion passage hole 2121.

일 실시예로, 제1 이온 투과막(221)은 제1 케이스(211)의 전방, 즉 흐름 전극 채널(230)의 외부에서 제1 케이스(211)에 부착되는 것을 예로 한다. 그리고, 제2 이온 투과막(222)은 제2 케이스(212)의 후방, 즉 흐름 전극 채널(230)의 외부에서 제2 케이스(212)에 부착되는 것을 예로 한다.In one embodiment, the first ion permeable membrane 221 is attached to the first case 211 in front of the first case 211, that is, outside the flow electrode channel 230. And, for example, the second ion permeable membrane 222 is attached to the second case 212 at the rear of the second case 212, that is, outside the flow electrode channel 230.

본 발명의 실시예에 따른 전극판(240)은 흐름 전극 채널(230) 내부에 배치된다. 여기서, 전극판(240)의 상부 측에는 외부로 연장되어 양 전원 라인(60) 또는 음 전원 라인(70)과 전기적으로 연결되는 전극 인출 라인(290)이 전기적으로 연결될 수 있다.The electrode plate 240 according to an embodiment of the present invention is disposed inside the flow electrode channel 230. Here, an electrode lead line 290 extending outwardly and electrically connected to the positive power line 60 or the negative power line 70 may be electrically connected to the upper side of the electrode plate 240.

상기 구성에 따라 전극판(240)으로 전원이 인가되면, 제1 이온 투과막(221) 및 제2 이온 투과막(222)을 통과한 이온이 제1 이온 통과공(2111) 및 제2 이온 통과공(2121)을 통해 제1 케이스(211) 및 제2 케이스(212) 내부로 이동하여, 전극 유체 내의 슈퍼 커패시터 슬러리에 흡착됨으로써, 원수의 탈이온화가 가능하게 된다.According to the above configuration, when power is applied to the electrode plate 240, ions passing through the first ion permeable membrane 221 and the second ion permeable membrane 222 pass through the first ion passage hole 2111 and the second ion passage. It moves into the first case 211 and the second case 212 through the ball 2121 and is absorbed by the super capacitor slurry in the electrode fluid, thereby enabling deionization of the raw water.

보다 구체적으로 설명하면, 앞서 설명한 바와 같이, 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)과 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)이 교대로 이격된 상태로 배열되어 카트리지 어레이 모듈(10)을 형성한다.More specifically, as described above, the cartridge unit 20 for the positive electrode flow electrode and the cartridge unit 20a for the negative electrode flow electrode are alternately arranged in a spaced apart state to form the cartridge array module 10. .

여기서, 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)의 전극 인출 라인(290)은 양 전원 라인(60)과 연결되고, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)의 전극 인출 라인(290)은 음 전원 라인(70)과 연결된다.Here, the electrode lead-out line 290 of the positive flow electrode cartridge unit 20 is connected to the positive power source line 60, and the electrode lead-out line 290 of the negative flow electrode cartridge unit 20a is connected to the negative power source. It is connected to line 70.

여기서, 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)의 제1 이온 투과막(221) 및 제2 이온 투과막(222)으로는 음이온 교환막이 적용될 수 있다. 따라서, 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)의 양 전원 라인(60)을 통해 양극의 전원이 인가되면, 원수 내의 음 이온이 음이온 교환막을 통과하여 흐름 전극 채널(230) 내부로 이동하게 된다.Here, an anion exchange membrane may be applied as the first ion permeable membrane 221 and the second ion permeable membrane 222 of the anode flow electrode cartridge unit 20. Therefore, when positive power is applied through the positive power line 60 of the positive flow electrode cartridge unit 20, negative ions in the raw water pass through the anion exchange membrane and move into the flow electrode channel 230.

반면, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)의 제1 이온 투과막(221) 및 제2 이온 투과막(222)으로는 양이온 교환막이 적용될 수 있다. 따라서, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)에 음 전원 라인(70)을 통해 음극의 전원이 인가되면, 원수 내의 양 이온이 양이온 교환막을 통과하여 흐름 전극 채널(230) 내부로 이동하게 된다.On the other hand, a cation exchange membrane may be applied as the first ion permeable membrane 221 and the second ion permeable membrane 222 of the cartridge unit 20a for a cathode flow electrode. Therefore, when negative power is applied to the negative flow electrode cartridge unit 20a through the negative power line 70, positive ions in the raw water pass through the cation exchange membrane and move into the flow electrode channel 230.

여기서, 본 발명의 실시예에서는 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)의 제1 이온 투과막(221) 및 제2 이온 투과막(222)으로 음이온 교환막이 적용되고, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)의 제1 이온 투과막(221) 및 제2 이온 투과막(222)으로는 양이온 교환막이 적용되는 것은 일 실시예에 불과하며, 이온의 극성과 무관하여 이온을 투과시키는 재질이면, 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)의 제1 이온 투과막(221) 및 제2 이온 투과막(222)이나, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)의 제1 이온 투과막(221) 및 제2 이온 투과막(222)으로 적용 가능하다. Here, in the embodiment of the present invention, an anion exchange membrane is applied as the first ion permeable membrane 221 and the second ion permeable membrane 222 of the cartridge unit 20 for an anode flow electrode, and the cartridge unit for a cathode flow electrode. The application of a cation exchange membrane as the first ion permeable membrane 221 and the second ion permeable membrane 222 of (20a) is only an example, and if it is made of a material that transmits ions regardless of the polarity of the ions, the anode The first ion permeable membrane 221 and the second ion permeable membrane 222 of the cartridge unit 20 for a flow electrode, or the first ion permeable membrane 221 and the second ion permeable membrane 221 of the cartridge unit 20a for a cathode flow electrode. 2 It can be applied as an ion permeable membrane (222).

한편, 본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)은 한 쌍의 전극 유체 유입관(250)과 한 쌍의 전극 유체 배출관(260)을 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the cartridge unit (20, 20a) for a flow electrode according to an embodiment of the present invention may be configured to include a pair of electrode fluid inlet pipes 250 and a pair of electrode fluid discharge pipes 260.

한 쌍의 전극 유체 유입관(250)은 제1 케이스(211)와 제2 케이스(212)의 판면 상부 측에 측면 방향으로 상호 이격된다. 그리고, 각각의 전극 유체 유입관(250)은 제1 케이스(211)와 제2 케이스(212)를 전후 방향으로 관통 형성된다.A pair of electrode fluid inflow pipes 250 are spaced apart from each other in the lateral direction on the upper side of the plate surfaces of the first case 211 and the second case 212. Additionally, each electrode fluid inflow pipe 250 is formed to penetrate the first case 211 and the second case 212 in the front-back direction.

한 쌍의 전극 유체 배출관(260)은 제1 케이스(211)와 제2 케이스(212)의 판면 하부 측에 측면 방향으로 상호 이격된다. 그리고, 각각의 전극 유체 배출관(260)은 제1 케이스(211)와 제2 케이스(212)의 후방 방향으로 관통 형성된다.A pair of electrode fluid discharge pipes 260 are spaced apart from each other in the lateral direction on the lower side of the plate surface of the first case 211 and the second case 212. In addition, each electrode fluid discharge pipe 260 is formed through the first case 211 and the second case 212 in the rearward direction.

복수의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)이 카트리지 어레이 모듈(10)을 형성하기 위해 제1 방향으로 이격된 상태로 결합될 때, 한 쌍씩의 전극 유체 유입관(250) 중 상호 대응하는 위치의 전극 유체 유입관(250)들이 제1 방향으로 상호 연결되어, 각각 제1 내부 유입관(271) 및 제2 내부 유입관(272)을 형성하게 된다.When a plurality of cartridge units 20 and 20a for flow electrodes are combined while spaced apart in the first direction to form the cartridge array module 10, corresponding positions among each pair of electrode fluid inlet pipes 250 The electrode fluid inflow pipes 250 are connected to each other in the first direction to form a first internal inflow pipe 271 and a second internal inflow pipe 272, respectively.

마찬가지로, 복수의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)이 카트리지 어레이 모듈(10)을 형성하기 위해 제1 방향으로 이격된 상태로 결합될 때, 한 쌍씩의 전극 유체 배출관(260) 중 상호 대응하는 위치의 전극 유체 배출관(260)들이 제1 방향으로 상호 연결되어, 각각 제1 내부 배출관(281) 및 제2 내부 배출관(282)을 형성하게 된다.Likewise, when a plurality of cartridge units 20 and 20a for flow electrodes are combined while spaced apart in the first direction to form the cartridge array module 10, one of the pair of electrode fluid discharge pipes 260 corresponds to each other. The electrode fluid discharge pipes 260 are connected to each other in the first direction to form a first internal discharge pipe 281 and a second internal discharge pipe 282, respectively.

여기서, 하나의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한 쌍의 전극 유체 유입관(250) 중 어느 하나에는 해당 전극 유체 유입관(250)과 흐름 전극 채널(230)을 연통시키는 전극 유체 유입공(251)이 형성된다. 마찬가지로, 하나의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한 쌍의 전극 유체 배출관(260) 중 어느 하나에는 해당 전극 유체 배출관(260)과 흐름 전극 채널(230)을 연통시키는 전극 유체 배출공(261)이 형성될 수 있다. 일 실시예로, 전극 유체 유입공(251)과 전극 유체 배출과는 각각 대각 방향에 위치하는 전극 유체 유입관(250) 및 전극 유체 배출관(260)에 형성될 수 있다.Here, one of the pair of electrode fluid inflow pipes 250 of one flow electrode cartridge unit (20, 20a) receives an electrode fluid that communicates the corresponding electrode fluid inflow pipe 250 and the flow electrode channel 230. A ball 251 is formed. Likewise, one of the pair of electrode fluid discharge pipes 260 of one flow electrode cartridge unit 20, 20a has an electrode fluid discharge hole communicating the corresponding electrode fluid discharge pipe 260 and the flow electrode channel 230 ( 261) can be formed. In one embodiment, the electrode fluid inlet hole 251 and the electrode fluid outlet may be formed in the electrode fluid inlet pipe 250 and the electrode fluid discharge pipe 260, respectively, located in diagonal directions.

보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 어레이 모듈(10)은 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)과 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)이 제1 방향으로 교대로 배열된다.More specifically, in the cartridge array module 10 according to an embodiment of the present invention, cartridge units 20 for positive flow electrodes and cartridge units 20a for negative flow electrodes are alternately arranged in the first direction. .

여기서, 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)의 한 쌍의 전극 유체 유입관(250) 중 제1 내부 유입관(271)을 형성하는 전극 유체 유입관(250)에 전극 유체 유입공(251)이 형성될 수 있다. 그리고, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)의 한 쌍의 전극 유체 유입관(250) 중 제2 내부 유입관(272)을 형성하는 전극 유체 유입관(250)에 전극 유체 유입공(251)이 형성될 수 있다.Here, an electrode fluid inlet hole 251 is formed in the electrode fluid inlet pipe 250 forming the first internal inflow pipe 271 among the pair of electrode fluid inflow pipes 250 of the positive flow electrode cartridge unit 20. This can be formed. And, an electrode fluid inlet hole 251 is formed in the electrode fluid inlet pipe 250 forming the second internal inflow pipe 272 among the pair of electrode fluid inflow pipes 250 of the cathode flow electrode cartridge unit 20a. This can be formed.

또한, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)의 한 쌍의 전극 유체 배출관(260) 중 제1 내부 배출관(281)을 형성하는 전극 유체 배출관(260)에 전극 유체 배출공(261)이 형성될 수 있다. 그리고, 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)의 한 쌍의 전극 유체 배출관(260) 중 제2 내부 배출관(282)을 형성하는 전극 유체 배출관(260)에 전극 유체 배출공(261)이 형성될 수 있다.In addition, an electrode fluid discharge hole 261 will be formed in the electrode fluid discharge pipe 260 forming the first internal discharge pipe 281 among the pair of electrode fluid discharge pipes 260 of the cathode flow electrode cartridge unit 20a. You can. In addition, an electrode fluid discharge hole 261 will be formed in the electrode fluid discharge pipe 260 forming the second internal discharge pipe 282 among the pair of electrode fluid discharge pipes 260 of the positive flow electrode cartridge unit 20. You can.

상기와 같은 구성에 따라, 외부 유입관(40)을 통해 제1 내부 유입관(271) 및 제2 내부 유입관(272)으로 각각 전극 유체가 유입되면, 제1 내부 유입관(271)을 통해 유동하는 전극 유체는 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)을 지나면서 전극 유체 유입관(250)에 형성된 전극 유체 유입공(251)을 통해 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)의 흐름 전극 채널(230) 내부로 유동하게 된다.According to the above configuration, when the electrode fluid flows into the first internal inflow pipe 271 and the second internal inflow pipe 272 through the external inflow pipe 40, it flows through the first internal inflow pipe 271. The flowing electrode fluid passes through the positive flow electrode cartridge unit 20 and passes through the electrode fluid inlet hole 251 formed in the electrode fluid inlet pipe 250 to the flow electrode channel of the positive flow electrode cartridge unit 20. (230) It flows inward.

그리고, 제2 내부 유입관(272)을 통해 유동하는 전극 유체는 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)을 지나면서 전극 유체 유입관(250)에 형성된 전극 유체 유입공(251)을 통해 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)의 흐름 전극 채널(230) 내부로 유동하게 된다.And, the electrode fluid flowing through the second internal inflow pipe 272 passes through the cartridge unit 20a for the flow electrode of the cathode and flows into the cathode through the electrode fluid inlet hole 251 formed in the electrode fluid inflow pipe 250. It flows inside the flow electrode channel 230 of the cartridge unit for flow electrode (20a).

여기서, 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)의 전극판(240)에 양극의 전원이 인가되고, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)의 전극판(240)에 음극의 전원이 인가되면, 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)의 흐름 전극 채널(230)을 유동하는 전극 유체는 양극으로 하전되고, 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)의 흐름 전극 채널(230)을 유도하는 전극 유체는 음극으로 하전된다.Here, when positive power is applied to the electrode plate 240 of the positive electrode flow electrode cartridge unit 20 and negative power is applied to the electrode plate 240 of the negative electrode flow electrode cartridge unit 20a, The electrode fluid flowing through the flow electrode channel 230 of the cartridge unit 20 for a positive flow electrode is positively charged, and the electrode fluid flowing through the flow electrode channel 230 of the cartridge unit 20a for a negative flow electrode is charged. is negatively charged.

또한, 양극 및 음극으로 하전되는 전극 유체가 서로 독립적으로 유동하는 경로를 형성하게 되는데, 각각의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)에 전극 유체를 공급하기 위한 별도의 유동 라인을 형성하지 않고, 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 자체 구조를 통해 전극 유체의 유동을 위한 유동 라인을 형성함으로써, 구조가 간소화되면서도 제품 전체 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 제공된다.In addition, a path is formed in which the electrode fluid charged with the positive and negative electrodes flows independently of each other, without forming a separate flow line for supplying the electrode fluid to each flow electrode cartridge unit (20, 20a). By forming a flow line for the flow of electrode fluid through the structure of the cartridge units 20 and 20a for flow electrodes, the structure is simplified and the overall size of the product can be reduced.

또한, 카트리지 어레이 모듈(10)을 구성하는 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)과 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)을 각각 카트리지 타입의 모듈 형태로 구성하여, 원수와의 접촉 면적을 최대화시켜, 공정 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the cartridge unit 20 for the anode flow electrode and the cartridge unit 20a for the cathode flow electrode, which constitute the cartridge array module 10, are each configured in the form of a cartridge-type module to maximize the contact area with raw water. This can improve process performance.

그리고, 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20)과 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a)을 각각 모듈화하여, 개별 관리가 용이하여, 조립, 설치 및 유지보수에도 적합한 효과가 제공된다.In addition, the cartridge unit 20 for the anode flow electrode and the cartridge unit 20a for the cathode flow electrode are each modularized, so that individual management is easy, and an effect suitable for assembly, installation, and maintenance is provided.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 어레이 모듈(10)을 구성하는 복수의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a) 중 최 후방에 배치된 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한쌍의 전극 유체 유입관(250) 후방은 차단된다.On the other hand, a pair of electrodes of the flow electrode cartridge units (20, 20a) disposed at the rearmost among the plurality of flow electrode cartridge units (20, 20a) constituting the cartridge array module 10 according to an embodiment of the present invention. The rear of the fluid inlet pipe 250 is blocked.

그리고, 복수의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a) 중 최 전방에 배치된 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한 쌍의 전극 유체 배출관(260) 전방은 차단된다.And, the front of the pair of electrode fluid discharge pipes 260 of the flow electrode cartridge units 20 and 20a disposed at the front among the plurality of flow electrode cartridge units 20 and 20a is blocked.

따라서, 본 발명의 실시예에서는, 카트리지 어레이 모듈(10)을 구성하기 위해, 최 전방측에 배치될 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a), 양극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20), 음극의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20a), 그리고 최 후방측에 배치될 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)을 모듈화시켜 제작하는 것을 예로 한다.Therefore, in the embodiment of the present invention, in order to configure the cartridge array module 10, the cartridge units 20 and 20a for flow electrodes to be disposed on the frontmost side, the cartridge units 20 for positive flow electrodes, and the cartridge units 20 for negative electrodes are used. As an example, the cartridge unit 20a for a flow electrode and the cartridge units 20, 20a for a flow electrode to be placed at the rearmost side are manufactured in a modular manner.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 각각의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한 쌍의 전극 유체 유입관(250) 및 한 쌍의 전극 유체 배출관(260)은 각각 제1 케이스(211) 및 제2 케이스(212)로부터 전방 및 후방을 향해 돌출되는 것을 예로 한다.Meanwhile, a pair of electrode fluid inlet pipes 250 and a pair of electrode fluid discharge pipes 260 of each flow electrode cartridge unit (20, 20a) according to an embodiment of the present invention are each in the first case 211. and protruding toward the front and rear from the second case 212 as an example.

그리고, 복수의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 제1 방향으로 상호 결합되어 카트리지 어레이 모듈(10)을 형성할 때, 상호 인접한 한 쌍의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한 쌍씩의 전극 유체 유입관(250) 및 한 쌍씩의 전극 유체 배출관(260)이 상호 결합되어, 제1 내부 유입관(271), 제2 내부 유입관(272), 제1 내부 배출관(281) 및 제2 내부 배출관(282)을 형성하게 된다.And, when the plurality of flow electrode cartridge units (20, 20a) are coupled to each other in the first direction to form the cartridge array module 10, one of the pair of flow electrode cartridge units (20, 20a) adjacent to each other A pair of electrode fluid inlet pipes 250 and a pair of electrode fluid discharge pipes 260 are coupled to each other, and a first internal inflow pipe 271, a second internal inflow pipe 272, a first internal discharge pipe 281, and A second internal discharge pipe 282 is formed.

일 실시예로, 후방 측에 배치된 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한 쌍의 전극 유체 유입관(250)과 전방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한 쌍의 전극 유체 유입관(250) 중 어느 일측이 타측으로 삽입되어, 제1 내부 유입관(271) 및 제2 내부 유입관(272)을 형성할 수 있다. In one embodiment, a pair of electrode fluid inflow pipes 250 of the cartridge units 20, 20a for flow electrodes disposed on the rear side and a pair of electrodes of the cartridge units 20, 20a for flow electrodes on the front side. One side of the fluid inflow pipe 250 may be inserted into the other side to form the first internal inflow pipe 271 and the second internal inflow pipe 272.

마찬가지로, 후방 측에 배치된 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한 쌍의 전극 유체 배출과 전방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한 쌍의 전극 유체 배출관(260) 중 어느 일측이 타측으로 삽입되어, 제1 내부 배출관(281) 및 제2 내부 배출관(282)을 형성할 수 있다. Similarly, either the pair of electrode fluid discharge pipes 260 of the cartridge units 20, 20a for flow electrodes disposed on the rear side and the pair of electrode fluid discharge pipes 260 of the cartridge units 20, 20a for flow electrodes disposed on the front side. One side may be inserted into the other side to form a first internal discharge pipe 281 and a second internal discharge pipe 282.

즉, 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a) 간의 결합시, 전극 유체 유입관(250)끼리 전후 방향으로 삽입되고, 전극 유체 배출관(260)끼리 전후 방향으로 삽입되어 상호 연통되는 것을 예로 한다.That is, for example, when the cartridge units 20 and 20a for flow electrodes are coupled, the electrode fluid inlet pipes 250 are inserted in the front-to-back direction, and the electrode fluid discharge pipes 260 are inserted in the front-to-back direction to communicate with each other.

일 실시예로, 본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)은 후크부(2112)와 후크홈(2122)을 포함하여 구성될 수 있다.In one embodiment, the cartridge unit (20, 20a) for a flow electrode according to an embodiment of the present invention may be configured to include a hook portion (2112) and a hook groove (2122).

후크부(2112)는 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 제1 케이스(211)의 측면 양측에 상하 방향으로 한 쌍씩이 마련되는데, 전방을 향해 돌출된 형상을 갖는다. 그리고, 후크홈(2122)은 제2 케이스(212)에 후크부(2112)에 대응하는 위치에 형성된다.The hook portions 2112 are provided in pairs in the vertical direction on both sides of the first case 211 of the flow electrode cartridge units 20 and 20a, and have a shape that protrudes toward the front. And, the hook groove 2122 is formed in the second case 212 at a position corresponding to the hook portion 2112.

상기 구성에 따라, 복수의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)으로 카트리지 어레이 모듈(10)을 형성할 때, 후방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 후크부(2112)가 전방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)에 형성된 후크홈(2122)에 끼워져 전방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)과 후방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)이 상호 이격된 상태로 결합 가능하게 된다.According to the above configuration, when forming the cartridge array module 10 with a plurality of cartridge units 20, 20a for flow electrodes, the hook portion 2112 of the cartridge units 20, 20a for flow electrodes on the rear side is positioned at the front. It is inserted into the hook groove 2122 formed in the flow electrode cartridge unit 20, 20a on the front side and the flow electrode cartridge unit 20, 20a on the front side and the rear flow electrode cartridge unit 20, 20a mutually. It is possible to combine them while separated.

이 때, 앞서 설명한 바와 같이, 후방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한 쌍의 전극 유체 유입관(250) 및 한 쌍의 전극 유체 배출관(260)이 전방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 한 쌍의 전극 유체 유입관(250) 및 한 쌍의 전극 유체 배출관(260)이 결합되고, 후크부(2112)가 후크 홈에 끼워져 후방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)과 전방 측의 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)이 상호 이격된 상태로 상호 결합 가능하게 된다.At this time, as described above, the pair of electrode fluid inflow pipes 250 and the pair of electrode fluid discharge pipes 260 of the cartridge units 20 and 20a for flow electrodes on the rear side are connected to the cartridge for flow electrodes on the front side. A pair of electrode fluid inlet pipes 250 and a pair of electrode fluid discharge pipes 260 of the units 20 and 20a are combined, and the hook portion 2112 is inserted into the hook groove to form a cartridge unit for flow electrodes on the rear side ( 20, 20a) and the cartridge units 20, 20a for flow electrodes on the front side can be coupled to each other while being spaced apart from each other.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 전극 유체 유입관(250)은 제1 케이스 유입관(2115), 제1 케이스 유입관(2115)을 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the electrode fluid inlet pipe 250 of the cartridge unit (20, 20a) for flow electrode according to an embodiment of the present invention will be configured to include a first case inlet pipe 2115 and a first case inlet pipe 2115. You can.

제1 케이스 유입관(2115)은 제1 케이스(211)의 내부 판면으로부터 제2 케이스(212)를 향해 돌출 형성될 수 있다. 그리고, 제2 케이스 유입관(2125)은 제2 케이스(212)의 내부 판면으로부터 제1 케이스(211)를 향해 돌출 형성될 수 있다.The first case inlet pipe 2115 may protrude from the inner plate surface of the first case 211 toward the second case 212. Additionally, the second case inlet pipe 2125 may protrude from the inner plate surface of the second case 212 toward the first case 211 .

상기 구성에 따라, 제1 케이스(211)와 제2 케이스(212)가 결합될 때, 제1 케이스 유입관(2115) 및 제2 케이스 유입관(2125)이 연결되어 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 전극 유체 유입관(250)을 형성하게 된다.According to the above configuration, when the first case 211 and the second case 212 are combined, the first case inlet pipe 2115 and the second case inlet pipe 2125 are connected to form a cartridge unit for flow electrode 20 , 20a) of the electrode fluid inlet pipe 250 is formed.

일 실시예로, 제1 케이스 유입관(2115)과 제2 케이스 유입관(2125) 중 어느 하나가 다른 하나에 끼워져 결합될 수 있도록, 제1 케이스 유입관(2115) 및 제2 케이스 유입관(2125)의 직경이 설계되는 것이 바람직하다. 여기서, 제1 케이스 유입관(2115) 및 제2 케이스 유입관(2125)에는 전극 유체 유입공(251)의 형성을 위한 절취부(미도시)가 형성되는 것은 당연하다.In one embodiment, the first case inlet pipe 2115 and the second case inlet pipe 2125 are connected so that one of the first case inlet pipe 2115 and the second case inlet pipe 2125 can be fitted and coupled to the other. It is desirable to design a diameter of 2125). Here, it is natural that a cutout portion (not shown) for forming the electrode fluid inlet hole 251 is formed in the first case inlet pipe 2115 and the second case inlet pipe 2125.

본 발명의 실시예에 따른 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 전극 유체 배출관(260)은 제1 케이스 배출관(2116), 제1 케이스 배출관(2116)을 포함하여 구성될 수 있다.The electrode fluid discharge pipe 260 of the cartridge units 20 and 20a for flow electrodes according to an embodiment of the present invention may be configured to include a first case discharge pipe 2116 and a first case discharge pipe 2116.

제1 케이스 배출관(2116)은 제1 케이스(211)의 내부 판면으로부터 제2 케이스(212)를 향해 돌출 형성될 수 있다. 그리고, 제2 케이스 배출관(2126)은 제2 케이스(212)의 내부 판면으로부터 제1 케이스(211)를 향해 돌출 형성될 수 있다.The first case discharge pipe 2116 may protrude from the inner plate surface of the first case 211 toward the second case 212. Additionally, the second case discharge pipe 2126 may protrude from the inner plate surface of the second case 212 toward the first case 211 .

상기 구성에 따라, 제1 케이스(211)와 제2 케이스(212)가 결합될 때, 제1 케이스 배출관(2116) 및 제2 케이스 배출관(2126)이 연결되어 흐름 전극용 카트리지 유닛(20,20a)의 전극 유체 배출관(260)을 형성하게 된다.According to the above configuration, when the first case 211 and the second case 212 are combined, the first case discharge pipe 2116 and the second case discharge pipe 2126 are connected to flow electrode cartridge units 20 and 20a. ) to form an electrode fluid discharge pipe 260.

일 실시예로, 제1 케이스 배출관(2116)과 제2 케이스 배출관(2126) 중 어느 하나가 다른 하나에 끼워져 결합될 수 있도록, 제1 케이스 배출관(2116) 및 제2 케이스 배출관(2126)의 직경이 설계되는 것이 바람직하다. 여기서, 제1 케이스 배출관(2116) 및 제2 케이스 배출관(2126)에는 전극 유체 배출공(261)의 형성을 위한 절취부(미도시)가 형성되는 것은 당연하다.In one embodiment, the diameters of the first case discharge pipe 2116 and the second case discharge pipe 2126 are such that one of the first case discharge pipe 2116 and the second case discharge pipe 2126 can be fitted and coupled to the other. It is desirable to design this. Here, it is natural that a cutout (not shown) for forming the electrode fluid discharge hole 261 is formed in the first case discharge pipe 2116 and the second case discharge pipe 2126.

한편, 제1 케이스(211)와 제2 케이스(212) 중 적어도 하나는 복수의 분산 가이드 리브(2113,2123)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제1 케이스(211) 및 제2 케이스(212)에 각각 분산 가이드 리브(2113,2123)가 형성되는 것을 예로 하고 있다.Meanwhile, at least one of the first case 211 and the second case 212 may be configured to include a plurality of distributed guide ribs 2113 and 2123. In an embodiment of the present invention, it is assumed that distribution guide ribs 2113 and 2123 are formed in the first case 211 and the second case 212, respectively.

분산 가이드 리브(2113,2123)는 제1 케이스(211) 및 제2 케이스(212)의 내측 판면으로부터 전극판(240)을 향해 돌출된 역 V 자 형상을 갖는 것을 예로 한다. 이를 통해, 전극 유체 유입공(251)을 통해 유입되는 전극 유체는 각각의 분산 가이드 리브(2113,2123)에 의해 가이드되어 흐름 전극 채널(230) 내부에서 측면 방향으로 고르게 분산되면서 하부 방향으로 유동하게 된다.For example, the distribution guide ribs 2113 and 2123 have an inverted V shape protruding from the inner plate surfaces of the first case 211 and the second case 212 toward the electrode plate 240. Through this, the electrode fluid flowing in through the electrode fluid inlet hole 251 is guided by each of the distribution guide ribs 2113 and 2123 and flows downward while being evenly distributed in the lateral direction inside the flow electrode channel 230. do.

따라서, 전극 유체가 하부 방향으로 유동하면서 고르게 분산되어, 흐름 전극 채널(230)을 유동하는 슈퍼 커패시터 슬러리가 고르게 분포되어, 사 영역(Dead zone) 없이 고르게 이온의 흡착을 유도할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.Therefore, the electrode fluid is evenly dispersed as it flows in the downward direction, and the super capacitor slurry flowing through the flow electrode channel 230 is evenly distributed, which is expected to have the effect of inducing even adsorption of ions without dead zones. You can.

또한, 흐름 전극 채널(230) 내부에서 특정 영역에 슈퍼 커패시터 슬러리가 축적되어 막히는 현상 또한 방지할 수 있게 된다.In addition, it is also possible to prevent clogging due to accumulation of super capacitor slurry in a specific area within the flow electrode channel 230.

한편, 제1 케이스(211)와 제2 케이스(212) 중 적어도 하나는 배출 가이드 리브(2114,2124)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제1 케이스(211)와 제2 케이스(212)에 각각 배출 가이드 리브(2114,2124)가 형성되는 것을 예로 하고 있다.Meanwhile, at least one of the first case 211 and the second case 212 may include discharge guide ribs 2114 and 2124. In an embodiment of the present invention, discharge guide ribs 2114 and 2124 are formed in the first case 211 and the second case 212, respectively.

배출 가이드 리브(2114,2124)는 제1 케이스(211) 및 제2 케이스(212)의 내측 판면의 하부 영역으로부터 전극판(240)을 향해 돌출 형성될 수 있다. 그리고, 배출 가이드 리브(2114,2124)는 전극 유체 배출공(261)을 향해 하향 경사지게 형성될 수 있다.The discharge guide ribs 2114 and 2124 may be formed to protrude from lower areas of the inner plate surfaces of the first case 211 and the second case 212 toward the electrode plate 240. Additionally, the discharge guide ribs 2114 and 2124 may be formed to be inclined downward toward the electrode fluid discharge hole 261.

이와 같은 구성을 통해, 흐름 전극 채널(230) 내부에서 하부 방향으로 유동하는 전극 유체가 배출 가이드 리브(2114,2124)에 의해 전극 유체 배출공(261) 방향으로 가이드되면서 유동함으로써, 보다 원활한 배출이 가능하게 된다.Through this configuration, the electrode fluid flowing downward inside the flow electrode channel 230 flows while being guided toward the electrode fluid discharge hole 261 by the discharge guide ribs 2114 and 2124, thereby enabling smoother discharge. It becomes possible.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.Although several embodiments of the present invention have been shown and described, those skilled in the art will recognize that modifications can be made to the present embodiments without departing from the principles or spirit of the present invention. . The scope of the invention will be determined by the appended claims and their equivalents.

1 : 흐름 전극 축전식 탈이온화 장치
10 : 카트리지 어레이 모듈 20 : 흐름 전극용 카트리지 유닛
211 : 제1 케이스 2111 : 제1 이온 통과공
2112 : 후크부 2113,2123 : 분산 가이드 리브
2114,2124 : 배출 가이드 리브 2115 : 제1 케이스 유입관
2116 : 제1 케이스 배출관 212 : 제2 케이스
2121 : 제2 이온 통과공 2122 : 후크홈
2125 : 제2 케이스 유입관 2126 : 제2 케이스 배출관
221 : 제1 이온 투과막 222 : 제2 이온 투과막
230 : 흐름 전극 채널 240 : 전극판
250 : 전극 유체 유입관 251 : 전극 유체 유입공
260 : 전극 유체 배출관 261 : 전극 유체 배출공
271 : 제1 내부 유입관 272 : 제2 내부 유입관
281 : 제1 내부 배출관 282 : 제2 내부 배출관
290 : 전극 인출 라인 40 : 외부 유입관
50 : 외부 배출관 60 : 양 전원 라인
70 : 음 전원 라인 80 : 저수조1: Flow electrode capacitive deionization device
10: Cartridge array module 20: Cartridge unit for flow electrode
211: first case 2111: first ion passage hole
2112: Hook portion 2113, 2123: Dispersion guide rib
2114, 2124: discharge guide rib 2115: first case inlet pipe
2116: first case discharge pipe 212: second case
2121: Second ion passage hole 2122: Hook groove
2125: second case inlet pipe 2126: second case discharge pipe
221: first ion permeable membrane 222: second ion permeable membrane
230: flow electrode channel 240: electrode plate
250: electrode fluid inlet pipe 251: electrode fluid inlet hole
260: electrode fluid discharge pipe 261: electrode fluid discharge hole
271: first internal inlet pipe 272: second internal inlet pipe
281: first internal discharge pipe 282: second internal discharge pipe
290: electrode outlet line 40: external inlet pipe
50: external discharge pipe 60: both power lines
70: Negative power line 80: Water tank

Claims

In the cartridge unit for a flow electrode,
A first case having a first ion passage hole formed on the plate surface,
A second case coupled to the first case so that a second ion passing hole is formed on the plate surface and a flow electrode channel for the electrode fluid to flow is formed therein;
a first ion permeable membrane attached to the plate surface of the first case to block the first ion passage hole;
a second ion permeable membrane attached to the plate surface of the second case to block the second ion passage hole;
It includes an electrode plate disposed inside the flow electrode channel;
When power is applied to the electrode plate, the electrode fluid flowing inside the flow electrode channel forms a flow electrode, and ions in the raw water to be deionized flowing outside the first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane. passes through the first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane and moves into the flow electrode channel through the first ion passage hole and the second ion passage hole;
a pair of electrode fluid inflow pipes that are laterally spaced apart from each other on upper sides of the plate surfaces of the first case and the second case and are formed to penetrate the first case and the second case in the front-back direction;
It further includes a pair of electrode fluid discharge pipes that are laterally spaced apart from each other on lower sides of the plate surfaces of the first case and the second case and are formed to penetrate the first case and the second case in the front-back direction;
An electrode fluid inlet hole is formed in one of the pair of electrode fluid inflow pipes to communicate with the electrode fluid inflow pipe and the flow electrode channel, so that the electrode fluid flowing through the electrode fluid inflow pipe passes through the electrode fluid inlet hole. flows through the flow electrode channel;
An electrode fluid discharge hole is formed in one of the pair of electrode fluid discharge pipes to communicate with the corresponding electrode fluid discharge pipe and the flow electrode channel, so that the electrode fluid in the flow electrode channel flows into the electrode fluid discharge pipe through the electrode fluid discharge hole. discharged;
The electrode fluid inflow pipe includes a first case inflow pipe protruding from the first case toward the second case, and a second case inflow pipe protruding from the second case toward the first case;
The electrode fluid discharge pipe includes a first case discharge pipe protruding from the first case toward the second case, and a second case discharge pipe protruding from the second case toward the first case;
When the first case and the second case are combined, the first case inlet pipe and the second case inlet pipe are connected to form the electrode fluid inlet pipe, and the first case discharge pipe and the second case discharge pipe are connected to each other to form the electrode fluid inlet pipe. are connected to form the electrode fluid discharge pipe;
When a cation exchange membrane is applied to the first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane, the electrode fluid inlet hole is formed on one side of the pair of electrode fluid inlet pipes;
A cartridge unit for a flow electrode, wherein when an anion exchange membrane is applied to the first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane, the electrode fluid inlet hole is formed on the other side of the pair of electrode fluid inlet pipes.

delete

According to paragraph 1,
The cartridge unit for a flow electrode, wherein the electrode fluid inlet hole and the electrode fluid discharge hole are formed in the electrode fluid inlet pipe and the electrode fluid discharge pipe, respectively, located in diagonal directions.

According to paragraph 1,
A cartridge unit for a flow electrode, wherein a plurality of the first ion passage holes and the second ion passage holes are formed on the plate surfaces of the first case and the second case, respectively.

According to paragraph 1,
The first ion permeable membrane is attached to the front of the first case on the outer side of the flow electrode channel;
The cartridge unit for a flow electrode, characterized in that the second ion permeable membrane is attached to the back of the second case from the outside of the flow electrode channel.

According to paragraph 1,
At least one of the first case and the second case includes a plurality of inverted V-shaped distributed guide ribs protruding from the inner plate surface toward the electrode plate;
The electrode fluid flowing in through the electrode fluid inlet hole is guided by each of the distribution guide ribs and flows downward while being distributed laterally inside the flow electrode channel.

According to paragraph 1,
At least one of the first case and the second case includes a discharge guide rib that protrudes from a lower region of the inner plate surface toward the electrode plate and is inclined downward toward the electrode fluid discharge hole;
The cartridge unit for a flow electrode, characterized in that the electrode fluid flowing in a downward direction within the flow electrode channel is guided by the discharge guide rib and can flow in the direction of the electrode fluid discharge hole.

In the flow electrode capacitive deionization device,
A cartridge array module in which a plurality of cartridge units for flow electrodes according to claim 1 are arranged to face each other and be spaced apart along a first direction;
an external inlet pipe supplying the electrode fluid to the cartridge array module;
an external discharge pipe through which the electrode fluid passing through the cartridge array module is discharged;
The plurality of cartridge units for flow electrodes are alternately disposed on each electrode plate of the plurality of cartridge units for flow electrodes in the first direction to form cartridge units for anode flow electrodes and cartridge units for cathode flow electrodes. It includes a positive power line and a negative power line connected to;
Each cartridge unit for the flow electrode is
a pair of electrode fluid inlet pipes that are laterally spaced apart from each other on upper sides of the plate surfaces of the first case and the second case and are formed to penetrate the first case and the second case in the front-back direction;
It further includes a pair of electrode fluid discharge pipes that are laterally spaced apart from each other on lower sides of the plate surfaces of the first case and the second case and are formed to penetrate the first case and the second case in the front-back direction;
Among the pair of electrode fluid inflow pipes of each flow electrode cartridge unit, electrode fluid inflow pipes at corresponding positions are connected to each other in the first direction to form a first internal inflow pipe and a second internal inflow pipe, respectively. do;
Among the pair of electrode fluid discharge pipes of each flow electrode cartridge unit, electrode fluid discharge pipes at corresponding positions are connected to each other in the first direction to form a first internal discharge pipe and a second internal discharge pipe, respectively;
An electrode fluid inflow hole is formed in an electrode fluid inflow pipe forming the first internal inflow pipe among a pair of electrode fluid inflow pipes of the flow electrode cartridge unit of the anode, and a pair of electrode fluid inflow pipes of the flow electrode cartridge unit of the cathode are formed. An electrode fluid inflow hole is formed in an electrode fluid inflow pipe forming the second internal inflow pipe among the electrode fluid inflow pipes;
An electrode fluid discharge hole is formed in an electrode fluid discharge pipe forming the first internal discharge pipe among a pair of electrode fluid discharge pipes of the flow electrode cartridge unit of the cathode, and a pair of electrode fluid discharge pipes of the flow electrode cartridge unit of the positive electrode. A flow electrode capacitive deionization device, characterized in that an electrode fluid discharge hole is formed in the electrode fluid discharge pipe forming the second internal discharge pipe.

delete

According to clause 10,
The first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane of the flow electrode cartridge unit of the anode are an anion exchange membrane,
A flow electrode capacitive deionization device, characterized in that the first ion permeable membrane and the second ion permeable membrane of the cartridge unit for flow electrode of the cathode are cation exchange membranes.

According to clause 12,
The external inflow pipe is connected to each of the pair of electrode fluid inflow pipes of the cartridge unit for flow electrodes disposed at the front among the plurality of cartridge units for flow electrodes, and is connected to the first internal inflow pipe and the second internal inflow pipe. supplying the electrode fluid to;
The external discharge pipe is connected to each of the pair of electrode fluid discharge pipes of the cartridge unit for flow electrodes disposed at the rearmost among the plurality of cartridge units for flow electrodes, and flows through the first internal discharge pipe and the second internal discharge pipe. A flow electrode capacitive deionization device, characterized in that the electrode fluid is discharged.

According to clause 13,
A rear portion of the pair of electrode fluid inflow pipes of the flow electrode cartridge unit disposed at the rearmost of the plurality of flow electrode cartridge units is blocked;
A flow electrode capacitive deionization device, characterized in that the front of the pair of electrode fluid discharge pipes of the flow electrode cartridge unit disposed at the front among the plurality of flow electrode cartridge units is blocked.

According to clause 14,
The pair of electrode fluid inflow pipes and the pair of electrode fluid discharge pipes of each of the cartridge units for flow electrodes project forward and backward from the first case and the second case, respectively;
A pair of electrode fluid inflow pipes and a pair of electrode fluid discharge pipes of the cartridge unit for flow electrodes disposed on the rear side, and a pair of electrode fluid inflow pipes and a pair of electrode fluid discharge pipes of the cartridge unit for flow electrodes on the front side. Flow electrode capacitive deionization, wherein one of the electrode fluid discharge pipes is inserted into the other side to form the first internal inlet pipe, the second internal inlet pipe, the first internal discharge pipe, and the second internal discharge pipe. Device.

According to clause 15,
The first case of each flow electrode cartridge unit is formed with a pair of hook parts protruding forward in the vertical direction on the side, and the second case is formed in a hook groove at a position corresponding to the hook part,
A pair of electrode fluid inflow pipes and a pair of electrode fluid discharge pipes of the cartridge unit for flow electrodes on the rear side are connected to a pair of electrode fluid inflow pipes and a pair of electrode fluid discharge pipes of the cartridge unit for flow electrodes on the front side. When the discharge pipe is coupled, the hook portion is inserted into the hook groove so that the cartridge unit for the flow electrode on the rear side and the cartridge unit for the flow electrode on the front side are coupled to each other while being spaced apart from each other. Device.