KR20210010156A - 이온수기용 직렬 전해장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온수기용 직렬 전해장치에 관한 것으로, 본 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치는, 음극 유로가 형성되며 음극 유로 상에서 알칼리 이온수가 생성되도록 음극판이 마련되는 음극 전해셀 및 양극 유로가 형성되며 양극 유로 상에서 산성 이온수가 생성되도록 양극판이 마련되는 양극 전해셀을 포함하고, 음극 전해셀 및 양극 전해셀은 복수개 구비되어 상호 교번하여 적층 결합되고, 복수개의 음극 전해셀은 음극 전해셀에 유입되는 물이 복수개의 음극 전해셀을 순차적으로 유동하도록 직렬 연결되게 결합되고, 복수개의 양극 전해셀은 양극 전해셀에 유입되는 물이 복수개의 양극 전해셀을 순차적으로 유동하도록 직렬 연결되게 결합된다. 본 발명에 의하면, 다수의 음극 전해셀이 직렬 연결되고, 다수의 양극 전해셀이 직렬 연결되어 각각의 전극판에 비교적 낮은 전압이 인가되어도 강알칼리 또는 강산성의 이온수를 생성할 수 있어 에너지 절감의 효과가 있다.

Description

이온수기용 직렬 전해장치 {ELECTROLYSIS APPARATUS OF SERIES CONNECTION STRUCTURE FOR FOR ION WATER MACHINE}

본 발명은 이온수기용 직렬 전해장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유입구를 통해 유입되는 원수를 전기분해하여 이온수를 생성하고 생성된 이온수를 배출구를 통해 배출하는 전해셀이 둘 이상 마련되고, 어느 하나의 전해셀의 배출구가 다른 하나의 전해셀의 유입구와 연결됨으로써 서로 간에 직렬 연결되어 높은 효율로 이온수를 생성시킬 수 있는 이온수기용 직렬 전해장치에 관한 것이다.

최근 생활의 윤택과 더불어 경제적인 여유가 생기면서 사람들의 관심은 의식주의 기본적인 욕구충족 외에도 삶의 질과 건강에 관심이 높이지고 있다.

이와 같은 추세에 따라 음용, 세정 등에 사용되는 물을 단순히 깨끗하게 여과하여 사용하는데 그치지 않고 건강에 더욱 좋은 물로 전환하여 사용하고자 하는 요구에 의해 최근에는 이온수를 공급할 수 있는 이온수기의 활용이 활발히 증가하고 있다.

이와 같은 이온수기는 공급되는 원수를 이용하여 이온수를 생성하기 위해 원수를 전기분해하여 이온수를 생성하는 전해장치가 구비된다. 전해장치는 음극의 전압이 인가되는 전극판을 이용하여 공급되는 원수를 전기분해함으로써 칼슘이온, 마그네슘이온, 칼륨이온, 나트륨이온 등 알칼리성 이온이 모여 형성되는 알칼리 이온수를 생성하고, 양극의 전압이 인가되는 전극판을 이용하여 공급되는 원수를 전기분해함으로써 염화이온 황이온 등 산성이온이 모여 형성되는 산성 이온수를 생성한다.

알칼리 이온수는 물 입자가 작아 체내에 흡수가 빠르며 활성산소를 제거하는 항산화 효과가 있어, 음용, 음식의 조리 또는 세척 등에 사용될 수 있고, 산성 이온수는 살균 및 표백 작용 효과가 있어 세안, 조리도구의 세척, 상처의 소독 등에 사용될 수 있다.

한편, 적정량의 이온수를 생성하기 위해 종래의 전해장치는 동일 극의 전압이 인가되는 전극판을 구비하는 복수의 전해셀을 병렬 연결함으로써 구성되는데, 이와 같은 종래의 전해장치는 강산성 또는 강알칼리성의 이온수를 생성할 때 높은 전압을 인가해야 하기 때문에 전력소모가 높아진다는 문제점이 존재한다.

또한, 종래의 전해장치는 특정 전해셀에 침적된 석회물질에 의한 성능 저하가 발생되어 목표 pH 농도보다 낮은 pH 농도의 알칼리 이온수 또는 목표 pH 농도보다 높은 pH 농도의 산성 이온수가 출수 되더라도, 출수되는 이온수의 pH 농도에 차이가 있을 뿐, 병렬 연결된 다른 전해셀을 통해 이온수가 출수되기 때문에 출수량에는 차이가 없어 별도의 pH 농도 측정 장치가 구비되지 않고서는 특정 전해셀의 성능 저하를 발견하기 어렵다는 문제점이 존재한다.

대한민국 등록특허 제10-0909670호

본 발명은 위에서 언급한 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 목적은, 동일 극을 형성하는 모든 전해셀이 하나의 유로로 연결되도록 다수의 전해셀을 직렬 연결하여 공급되는 원수가 다수의 전해셀을 거친 후 출수되도록 함으로써, 각각의 전극판에 비교적 낮은 전압이 인가되어도 강알칼리 또는 강산성의 이온수를 생성하고, 특정 전해셀에서 석회물질이 첨적되면 별도의 pH 농도 측정 장치가 구비되지 않아도 발견할 수 있는 이온수기용 직렬 전해장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은, 하나의 전해장치 내에서 음극을 이루는 다수의 전해셀이 직렬 연결되고 양극을 이루는 다수의 전해셀이 직렬 연결되도록 구성되어 알칼리 이온수와 산성 이온수를 함께 생성 가능하도록 하되, 이를 이루기 위한 부품의 종류가 최소화되도록 하여 생산 단가를 절감할 수 있는 이온수기용 직렬 전해장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치는, 음극 유로 유입구 및 음극 유로 배출구가 형성되고, 음극 유로 유입구로부터 음극 유로 배출구까지 음극 유로가 형성되도록 배치되며 음극 유로 상에서 알칼리 이온수가 생성되도록 음극판이 마련되는 음극 전해셀, 양극 유로 유입구 및 양극 유로 배출구가 형성되고, 양극 유로 유입구로부터 양극 유로 배출구까지 양극 유로가 형성되도록 배치되며 양극 유로 상에서 산성 이온수가 생성되도록 양극판이 마련되는 양극 전해셀, 그리고 음극 전해셀과 양극 전해셀 사이에 개재되어 음극 유로와 양극 유로를 분리하는 이온 격막을 포함하고, 음극 전해셀 및 양극 전해셀은 복수개 구비되어 상호 교번하여 적층 결합되고, 복수개의 음극 전해셀은 음극 전해셀에 유입되는 물이 복수개의 음극 전해셀을 순차적으로 유동하도록 직렬 연결되게 결합되고, 복수개의 양극 전해셀은 양극 전해셀에 유입되는 물이 복수개의 양극 전해셀을 순차적으로 유동하도록 직렬 연결되게 결합된다.

이때, 음극 전해셀에는 음극 유로와 분리되는 별도의 음극 유로 우회홀이 형성되고, 양극 전해셀에는 양극 유로와 분리되는 별도의 양극 유로 우회홀이 형성되며, 복수개의 음극 전해셀에 각각 형성된 음극 유로는 양극 전해셀에 형성된 양극 유로 우회홀을 통해 서로 연결되고, 복수개의 양극 전해셀에 각각 형성된 양극 유로는 음극 전해셀에 형성된 음극 유로 우회홀을 통해 서로 연결될 수 있다.

또한, 음극 유로 유입구 및 음극 유로 배출구는 음극 전해셀의 전면 및 후면 상단에 각각 형성되고 음극 유로 우회홀은 음극 전해셀의 하단에 전후 방향으로 관통 형성되며, 양극 유로 유입구 및 양극 유로 배출구는 양극 전해셀의 전면 및 후면 상단에 각각 형성되고 양극 유로 우회홀은 양극 전해셀의 하단에 전후 방향으로 관통 형성되며, 음극 전해셀 및 양극 전해셀은 서로 간에 상하 반전되어 결합될 수 있다.

또한, 음극 전해셀 및 양극 전해셀은 음극 유로 배출구가 양극 유로 우회홀과 연통됨과 동시에 양극 유로 유입구가 음극 유로 우회홀과 연통되도록 적층 결합되거나 또는 음극 유로 유입구가 양극 유로 우회홀과 연통됨과 동시에 양극 유로 배출구가 음극 유로 우회홀과 연통되도록 적층 결합될 수 있다.

또한, 음극 전해셀은 음극판과, 음극판의 가장자리 둘레를 밀봉되게 감싸는 음극 실링 프레임을 포함하는 음극 플레이트, 음극판의 전방면과 이격되게 위치하도록 음극 실링 프레임의 전방면에 밀착 결합되며 일측에 음극 유로 유입구가 형성되는 음극 전방 커버 플레이트, 그리고 음극판의 후방면과 이격되게 위치하도록 음극 실링 프레임의 후방면에 밀착 결합되며 일측에 음극 유로 배출구가 형성되는 음극 후방 커버 플레이트를 포함하고, 음극판의 가장자리 구간 중 일부 구간에는 음극 실링 프레임과 이격된 형태로 연통홀이 형성되고, 음극 유로는 음극 유로 유입구로 유입된 물이 연통홀을 통해 음극판의 전방면 및 후방면과 접촉하여 음극 유로 배출구로 흘러나가도록 형성될 수 있다.

또한, 양극 전해셀은 양극판과, 양극판의 가장자리 둘레를 밀봉되게 감싸는 양극 실링 프레임을 포함하는 양극 플레이트, 양극판의 전방면과 이격되게 위치하도록 양극 실링 프레임의 전방면에 밀착 결합되며 일측에 양극 유로 유입구가 형성되는 양극 전방 커버 플레이트, 그리고 양극판의 후방면과 이격되게 위치하도록 양극 실링 프레임의 후방면에 밀착 결합되며 일측에 양극 유로 배출구가 형성되는 양극 후방커버 플레이트를 포함하고, 양극판의 가장자리 구간 중 일부 구간에는 양극 실링 프레임과 이격된 형태로 연통홀이 형성되고, 양극 유로는 양극 유로 유입구로 유입된 물이 연통홀을 통해 양극판의 전방면 및 후방면과 접촉하며 양극 유로 배출구로 흘러가도록 형성될 수 있다.

또한, 음극 전방 커버 플레이트 및 음극 후방 커버 플레이트와, 양극 전방 커버 플레이트 및 양극 후방커버 플레이트는 중심 영역에 관통홀이 형성되며, 이온 격막은 음극 후방 커버 플레이트와 양극 후방커버 플레이트의 후방면에 관통홀을 차단하는 형태로 부착 결합될 수 있다.

또한, 음극 전방 커버 플레이트 및 음극 후방 커버 플레이트의 상호 대향면에는 음극 플레이트가 삽입 결합되도록 음각면이 형성되고, 양극 전방 커버 플레이트 및 양극 후방커버 플레이트의 상호 대향면에는 양극 플레이트가 삽입 결합되도록 음각면이 형성될 수 있다.

또한, 음극 전방 커버 플레이트 및 음극 후방 커버 플레이트에는 음극판과의 이격 간격이 음극판의 전체 영역에서 동일하게 유지되도록 간격 유지부가 형성되고, 양극 전방 커버 플레이트 및 양극 후방커버 플레이트에는 양극판과의 이격 간격이 양극판의 전체 영역에서 동일하게 유지되도록 간격 유지부가 형성될 수 있다.

또한, 간격 유지부는 관통홀을 횡단하는 방향으로 평행하게 형성되는 복수개의 지지 리브, 그리고 지지 리브의 일면에 음극판 또는 양극판을 향해 돌출되도록 복수개 형성되며 돌출 끝단이 음극판 또는 양극판에 접촉 지지되도록 형성되는 지지 돌기를 포함할 수 있다.

또한, 음극 전해셀에는 음극 실링 프레임, 음극 전방 커버 플레이트 및 음극 후방 커버 플레이트를 전후 방향으로 관통하는 형태로 음극 유로 우회홀이 형성되고, 양극 전해셀에는 양극 실링 프레임, 양극 전방 커버 플레이트 및 양극 후방커버 플레이트를 전후 방향으로 관통하는 형태로 양극 유로 우회홀이 형성될 수 있다.

또한, 음극 전해셀과 양극 전해셀 사이에는 음극 전해셀과 양극 전해셀 사이 공간을 밀봉할 수 있도록 결합 실링 플레이트가 삽입 개재되고, 결합 실링 플레이트에는 음극 유로 및 양극 유로 우회홀과, 양극 유로 및 음극 유로 우회홀이 각각 밀봉되게 연통되도록 실링 연결홀이 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 다수의 음극 전해셀이 직렬 연결되고, 다수의 양극 전해셀이 직렬 연결되어 각각의 전극판에 비교적 낮은 전압이 인가되어도 강알칼리 또는 강산성의 이온수를 생성할 수 있어 에너지 절감의 효과가 있다.

또한, 직렬연결에 의해 특정 전해셀에서 석회물질이 침적되면 이온수의 출수량이 급격히 감소하기 때문에 별도의 pH 농도 측정 장치가 없어도 석회물질의 침적을 쉽게 알 수 있으며, 석회물질의 침적 시 이에 대해 대처가 초기에 이뤄질 수 있다.

또한, 특정 부품이 결합관계에 따라 다수의 역할을 수행함으로써 장치를 이루기 위한 부품의 종류가 최소화될 수 있고, 이에 의해 생산 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 분해 사시도다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 전해셀을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 양극 전해셀을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 유로와 양극 유로를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 전방 커버 플레이트를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 플레이트를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 후방 커버 플레이트를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 양극 전방 커버 플레이트를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 양극 플레이트를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 양극 후방 커버 플레이트를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 최전방에 배치되는 음극 전방 커버 플레이트를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치 최후방에 배치되는 음극 후방 커버 플레이트를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 결합 실링 플레이트를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치(10)를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치(10)의 분해 사시도다.

도 1 내지 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치(10)는 음극 전해셀(100), 양극 전해셀(200), 이온 격막(300) 및 결합 실링 플레이트(400)를 포함한다.

음극 전해셀(100)은 물을 전기분해하여 알칼리 이온수를 생성하는 음극 유로가 형성되고, 양극 전해셀(200)은 물을 전기분해하여 산성 이온수를 생성하는 양극 유로가 형성된다.

음극 전해셀(100) 및 양극 전해셀(200)은 복수개 구비되어 상호 교번하여 적층 결합되고, 복수개의 음극 전해셀(100)은 음극 전해셀에 유입되는 물이 복수개의 음극 전해셀을 순차적으로 유동하도록 직렬 연결되게 결합되고, 복수개의 양극 전해셀(200)은 양극 전해셀에 유입되는 물이 복수개의 양극 전해셀을 순차적으로 유동하도록 직렬 연결되게 결합된다.

이에 의해 본 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치는 각각의 전해셀에 비교적 낮은 전압이 인가되어도 강알칼리 이온수 또는 강산성의 이온수를 생성할 수 있다.

그리고 음극 전해셀(100)과 양극 전해셀(200)은 음극 유로와 양극 유로 상에서 이온물질이 교환되도록 하기 위해 전면과 후면의 중심 영역이 개방되도록 관통홀(113, 153, 213, 253)이 형성되는데, 이때 관통홀(113, 153, 213, 253)에 의해 알칼리 이온수와 산성 이온수가 혼합되지 않도록 음극 유로와 양극 유로가 분리되도록 각 음극 전해셀(100)과 양극 전해셀(200) 사이에는 이온 격막(300)이 개재된다.

구체적으로 이온 격막(300)은 전해셀의 후면에 형성되는 관통홀(153, 253)을 차단하는 형태로 음극 전해셀(100) 또는 양극 전해셀(200)의 후면에 부착 결합되어 음극 유로와 양극 유로가 분리되도록 하되 이온물질만이 통과하여 음극 유로와 양극 유로 간에 이온물질의 교환이 이루어지도록 한다. 여기서 이온 격막(500)은 이온물질만이 통과되는 양성자 교환막 (Proton Exchange Membrane)과 고분자 전해질막(Polymer Electrolyte Membrane) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

각 음극 전해셀(100)과 양극 전해셀(200) 사이 공간을 밀봉하도록 음극 전해셀(100)과 양극 전해셀(200) 사이 공간에는 결합 실링 플레이트가 삽입 개재된다.

본 실시예에 따른 이온수기용 전해장치에서 복수개의 양극 전해셀(200)과 음극 전해셀(100)이 교번 배열될 때, 최전방 또는 최후방에 양극 전해셀(200)과 음극 전해셀(100)중 어떤 전해셀도 배치될 수 있지만, 일반적으로 이온수기에서는 알칼리 이온수의 사용량이 산성 이온수의 사용량보다 많기 때문에 음극 전해셀(100)이 최전방 및 최후방에 배치되도록 배열되어 음극 전해셀(100)의 개수가 양극 전해셀(200)의 개수보다 하나 더 많도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.

그리고 최전방에 배치되는 음극 전해셀(100´)은 전면의 중심 영역이 개방될 필요가 없어 개방홀이 마련되지 않으며, 마찬가지로 최후방에 배치되는 음극 전해셀(100˝)의 후면 역시 개방홀이 마련되지 않는다.

도 3a, b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 전해셀(100)을 도시한 도면이고, 도 4a, b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 양극 전해셀(200)을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 유로와 양극 유로를 도시한 도면이다.

도 3a 내지 도 5를 참조하면 본 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 전해셀(100)은 음극 유로 유입구(111) 및 음극 유로 배출구(151)가 형성되고, 음극 유로 유입구(111)로부터 음극 유로 배출구(151)까지 음극 유로가 형성되도록 배치되며, 음극 유로 상에서 알칼리 이온수가 생성되도록 음극판(131)음극판(131)

여기서 음극 전해셀(100)은 복수로 마련되고 서로 간에 직렬 연결되기 때문에 음극 전해셀 중 최전방에 배치되는 음극 전해셀을 제외한 다른 음극 전해셀의 음극 유로 유입구(111)를 통해 유입되는 물은 원수가 아닌 알칼리 이온수이며, 이 경우 음극 유로 상에서 알칼리 이온수가 재차 전기분해됨으로써 pH 농도가 더 높은 강 알칼리 이온수가 음극 유로 배출구(151)를 통해 배출되게 된다.

본 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 양극 전해셀(200)은 양극 유로 유입구(211) 및 양극 유로 배출구(251)가 형성되고, 양극 유로 유입구(211)로부터 양극 유로 배출구(251)까지 양극 유로가 형성되도록 배치되며, 양극 유로 상에서 알칼리 이온수가 생성되도록 양극판(231)이 마련된다.

여기서 양극 전해셀(200)은 복수로 마련되고 서로 간에 직렬 연결되기 때문에 양극 전해셀 중 최전방에 배치되는 양극 전해셀을 제외한 다른 양극 전해셀의 양극 유로 유입구(211)를 통해 유입되는 물은 원수가 아닌 산성 이온수이며, 이 경우 양극 유로 상에서 산성 이온수가 재차 전기분해됨으로써 pH 농도가 더 낮은 강 알칼리 이온수가 양극 유로 배출구(251)를 통해 배출되게 된다.

한편, 음극 전해셀(100)에는 음극 유로와 분리되는 별도의 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)이 형성되고, 양극 전해셀(200)에는 양극 유로와 분리되는 별도의 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)이 형성된다. 상술한 바와 같이 복수개의 음극 전해셀(100)과 양극 전해셀(200)은 서로 교번되도록 결합되고 각각의 음극 유로는 음극 유로끼리 각각의 양극 유로는 양극 유로끼리 연결되는데, 복수개의 음극 전해셀(100)에 각각 형성된 음극 유로는 양극 전해셀에 형성된 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)을 통해 서로 연결되고 복수개의 양극 전해셀(200)에 각각 형성된 양극 유로는 음극 전해셀에 형성된 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)을 통해 서로 연결될 수 있다.

구체적으로, 음극 유로 유입구(111) 및 음극 유로 배출구(151)는 음극 전해셀(100)의 전면 및 후면 상단에 각각 형성되고 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)은 음극 전해셀(100)의 하단에 전후 방향으로 관통 형성되며, 양극 유로 유입구(211) 및 양극 유로 배출구(251)는 양극 전해셀(200)의 전면 및 후면 하단에 각각 형성되고 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)은 양극 전해셀(200)의 상단에 전후 방향으로 관통 형성된다. 그리고 음극 전해셀(100) 및 양극 전해셀(200)은 음극 유로 배출구(151)가 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)과 연통됨과 동시에 양극 유로 유입구(211)가 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)과 연통되도록 적층 결합되거나 또는 음극 유로 유입구(111)가 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)과 연통됨과 동시에 양극 유로 배출구(251)가 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)과 연통되도록 적층 결합될 수 있다.

도 6a, b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 전방 커버 플레이트를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 플레이트(130)를 도시한 도면이다. 그리고 도 8a, b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 후방 커버 플레이트를 도시한 도면이다.

도 6a 내지 8b를 참조하면, 음극 전해셀(100)은 음극 전방 커버 플레이트(110), 음극 플레이트(130) 및 음극 후방 커버 플레이트(150)가 순차적으로 결합될 수 있다.

음극 전방 커버 플레이트(110)는 음극판(131)의 전방면과 이격되게 위치하도록 음극 실링 프레임(133)의 전방면에 밀착 결합되며, 음극 유로 유입구(111), 제1 음극 유로 우회홀(112), 제1 음극 유로 관통홀(113), 제1 음극판 지지 리브(114a), 제1 음극판 지지 돌기(114b), 제1 고정 돌기(115), 제1 전방 결합 돌기(116), 제1 전방 결합홈(117), 제1 후방 결합 돌기(118) 및 제1 후방 결합홈(119)을 포함할 수 있다.

음극 유로 유입구(111)는 전단의 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)로부터 양극 유로를 우회한 알칼리 이온수가 음극 전해셀(100)의 음극 유로로 유입되도록 음극 전방 커버 플레이트(110)의 상단에 전후 방향으로 관통되는 형태로 형성되고 전단의 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)과 연결될 수 있다.

제1 음극 유로 우회홀(112)은 제2 음극 유로 우회홀(133a) 및 제3 음극 유로 우회홀(152)과 연통되어 함께 음극 전극셀의 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)을 형성한다.

제1 음극 유로 관통홀(113)은 중심 영역에 일부 영역이 전후 방향으로 관통되는 형태로 형성된다. 이때, 제1 음극 유로 관통홀(113)은 음극 전방 커버 플레이트의 전단에 결합되는 양극 후방 커버 플레이트에 부착된 이온 격막(300)에 의해 차단될 수 있다.

한편, 음극 전방 커버 플레이트(110)는 음극판(131)과의 이격 간격이 음극판(131)의 전체 영역에서 동일하게 유지되어 일부 구간에서 유로의 폭이 좁아지는 것을 방지하기 위해 제1 음극판 간격 유지부가 형성될 수 있다. 여기서 제1 음극판 간격 유지부에는 제1 음극 유로 관통홀(113)을 횡단하는 방향으로 평행하게 형성되는 복수개의 제1 음극판 지지 리브(114a) 및 제1 음극판 지지 리브(114a)의 일면에 음극판(131)을 향해 돌출되도록 복수개 형성되며 돌출 끝단이 음극판(131)에 접촉 지지되도록 형성되는 제1 음극판 지지 돌기(114b)가 포함될 수 있다.

제1 고정 돌기(115)는 음극 플레이트의 제1 고정홀(133b)에 삽입되어 음극 플레이트(130)가 음극 전방 커버 플레이트(110)에 고정되도록 음극 전방 커버 플레이트의 음극 플레이트 대향면에 돌출 형성될 수 있다. 이때, 제1 고정 돌기(115)가 형성되는 음극 전방 커버 플레이트(110)의 일면에는 음극 플레이트(130)가 삽입 결합되도록 음각면이 형성될 수 있다.

제1 전방 결합 돌기(116)는 음극 후방 커버 플레이트에 형성되는 제2 전방 결합홈(157)에 삽입됨으로써 음극 전방 커버 플레이트(110)와 음극 후방 커버 플레이트(150)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 일면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제1 전방 결합홈(117)은 음극 후방 커버 플레이트에 형성되는 제1 전방 결합 돌기(116)가 삽입됨으로써 음극 전방 커버 플레이트(110)와 음극 후방 커버 플레이트(150)가 상호 결합되도록 음각 면이 형성되는 일면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제1 후방 결합 돌기(118)는 양극 후방 커버 플레이트에 형성되는 제4 후방 결합홈(259)에 삽입됨으로써 음극 전방 커버 플레이트(110)와 양극 후방 커버 플레이트(250)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 면의 후면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제1 후방 결합홈(119)은 양극 후방 커버 플레이트에 형성되는 제4 후방 결합 돌기(258)가 삽입됨으로써 음극 전방 커버 플레이트(110)와 양극 후방 커버 플레이트(250)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 면의 후면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

음극 플레이트(130)는 음극판(131)과 음극 실링 프레임(133)을 포함할 수 있다.

음극판(131)은 별도로 마련되는 전원 공급부와 연결되어 음극의 전압이 인가되도록 상측 끝단에 음극 접촉단(131a)이 돌출 형성될 수 있다.

음극 실링 프레임(133)은 음극판(131)의 가장자리 둘레를 밀봉되게 감싼다. 이때 음극 실링 프레임(133)은 음극판(131)의 가장자리 둘레 중 하측 구간은 음극 유로 연통홀(S1)이 형성되도록 이격되어 감싸도록 마련될 수 있다. 여기서 음극 유로는 음극 유로 유입구(111)로 유입된 물이 음극 유로 연통홀(S1)을 통해 음극판(131)의 전방면 및 후방면과 접촉하여 음극 유로 배출구(151)로 흘러나가도록 형성될 수 있다. 여기서 음극 실링 프레임(133)은 실리콘 소재로 형성될 수 있다.

그리고 음극 실링 프레임(133)에는 제1 음극 유로 우회홀(112), 및 제3 음극 유로 우회홀(152)과 연통되어 함께 음극 전극셀의 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)을 형성하도록 음극 실링 프레임(133)의 하단에 전후 방향으로 관통되어 형성되는 제2 음극 유로 우회홀(133a)이 형성될 수 있다.

또한, 음극 실링 프레임(133)에는 제1 고정 돌기(115) 또는 제2 고정 돌기(155)가 삽입되어 음극 플레이트(130)가 음극 전방 커버 플레이트(110) 또는 음극 후방 커버 플레이트(150)에 고정되도록 음극 실링 프레임(133)의 하단에 전후 방향으로 관통되어 형성되는 제1 고정홀(133b)이 형성될 수 있다.

한편, 음극 후방 커버 플레이트(150)는 음극판(131)의 후방면과 이격되게 위치하도록 음극 실링 프레임(133)의 후방면에 밀착 결합되며, 음극 유로 배출구(151), 제3 음극 유로 우회홀(152), 제2 음극 유로 관통홀(153), 제2 음극판 지지 리브(154a), 제2 음극판 지지 돌기(154b), 제2 고정 돌기(155), 제2 전방 결합 돌기(156), 제2 전방 결합홈(157), 제2 후방 결합 돌기(158) 및 제2 후방 결합홈(159)을 포함할 수 있다.

여기서 음극 후방 커버 플레이트(150)는 음극 플레이트(130)의 후방에서 결합되어 알칼리 이온수가 배출된다는 점에서 차이가 있을 뿐, 음극 전방 커버 플레이트(110)와 동일한 형상의 커버 플레이트이다. 즉, 음극 전방 커버 플레이트(110)와 음극 후방 커버 플레이트(150)는 역할과 결합 위치가 다를 뿐 서로 동일하게 제조된다.

음극 유로 배출구(151)는 음극 유로에서 생성된 알칼리 이온수가 후단의 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)로 배출되도록 음극 후방 커버 플레이트(150)의 상단에 전후 방향으로 관통되는 형태로 형성되고 후단의 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)과 연결될 수 있다.

제3 음극 유로 우회홀(152)은 제1 음극 유로 우회홀(112) 및 제2 음극 유로 우회홀(133a)과 연통되어 함께 음극 전극셀의 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)을 형성한다.

제2 음극 유로 관통홀(153)은 중심 영역에 일부 영역이 전후 방향으로 관통되는 형태로 형성된다. 이때, 음극 후방 커버 플레이트(150)의 후방면에는 제2 음극 유로 관통홀(153)을 차단하는 형태로 이온 격막(300)이 부착 결합될 수 있다.

한편, 음극 후방 커버 플레이트(150)는 음극판(131)과의 이격 간격이 음극판(131)의 전체 영역에서 동일하게 유지되어 일부 구간에서 유로의 폭이 좁아지는 것을 방지하기 위해 제2 음극판 간격 유지부가 형성될 수 있다. 여기서 제2 음극판 간격 유지부에는 제2 음극 유로 관통홀(153)을 횡단하는 방향으로 평행하게 형성되는 복수개의 제2 음극판 지지 리브(154a) 및 제2 음극판 지지 리브(154a)의 일면에 음극판(131)을 향해 돌출되도록 복수개 형성되며 돌출 끝단이 음극판(131)에 접촉 지지되도록 형성되는 제2 음극판 지지 돌기(154b)가 포함될 수 있다.

제2 고정 돌기(155)는 음극 플레이트의 제1 고정홀(133b)에 삽입되어 음극 플레이트(130)가 음극 후방 커버 플레이트(150)에 고정되도록 음극 후방 커버 플레이트의 음극 플레이트 대향면에 돌출 형성될 수 있다. 이때, 제2 고정 돌기(155)가 형성되는 음극 후방 커버 플레이트(150)의 일면에는 음극 플레이트(130)가 삽입 결합되도록 음각면이 형성될 수 있다.

제2 전방 결합 돌기(156)는 음극 전방 커버 플레이트에 형성되는 제1 전방 결합홈(117)에 삽입됨으로써 음극 후방 커버 플레이트(150)와 음극 전방 커버 플레이트(110)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 일면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제2 전방 결합홈(157)은 음극 후방 커버 플레이트에 형성되는 제1 전방 결합 돌기(116)가 삽입됨으로써 음극 후방 커버 플레이트(150)와 음극 전방 커버 플레이트(110)가 상호 결합되도록 음각 면이 형성되는 일면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제2 후방 결합 돌기(158)는 양극 전방 커버 플레이트에 형성되는 제3 후방 결합홈(219)에 삽입됨으로써 음극 후방 커버 플레이트(150)와 양극 전방 커버 플레이트(210)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 면의 후면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제2 후방 결합홈(159)은 양극 전방 커버 플레이트에 형성되는 제3 후방 결합 돌기(218)가 삽입됨으로써 음극 후방 커버 플레이트(150)와 양극 전방 커버 플레이트(210)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 면의 후면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

도 9a, b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 양극 전방 커버 플레이트(210)를 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 양극 플레이트(230)를 도시한 도면이다. 그리고 도 11a, b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 양극 후방 커버 플레이트(250)를 도시한 도면이다.

도 9a 내지 11b를 참조하면, 양극 전해셀(200)은 양극 전방 커버 플레이트(210), 양극 플레이트(230) 및 양극 후방 커버 플레이트(250)가 순차적으로 결합될 수 있다.

여기서 양극 전해셀(200)은 양극의 전압이 인가되고 상측과 하측이 반전되어 있다는 점에서 차이가 있을 뿐, 음극 전해셀(100)과 동일한 형상의 구성이다.

양극 전방 커버 플레이트(210)는 양극판(231)의 전방면과 이격되게 위치하도록 양극 실링 프레임(233)의 전방면에 밀착 결합되며, 양극 유로 유입구(211), 제1 양극 유로 우회홀(212), 제1 양극 유로 관통홀(213), 제1 양극판 지지 리브(214a), 제1 양극판 지지 돌기(214b), 제3 고정 돌기(215), 제3 전방 결합 돌기(216), 제3 전방 결합홈(217), 제3 후방 결합 돌기(218) 및 제3 후방 결합홈(219)을 포함할 수 있다.

양극 유로 유입구(211)는 전단의 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)로부터 음극 유로를 우회한 산성 이온수가 양극 전해셀(200)의 양극 유로로 유입되도록 양극 전방 커버 플레이트(210)의 하단에 전후 방향으로 관통되는 형태로 형성되고 전단의 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)과 연결될 수 있다.

제1 양극 유로 우회홀(212)은 제2 양극 유로 우회홀(233a) 및 제3 양극 유로 우회홀(252)과 연통되어 함께 양극 전극셀의 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)을 형성한다.

제1 양극 유로 관통홀(213)은 중심 영역에 일부 영역이 전후 방향으로 관통되는 형태로 형성된다. 이때, 제1 양극 유로 관통홀(213)은 전단에 결합되는 음극 후방 커버 플레이트에 부착된 이온 격막(300)에 의해 차단될 수 있다.

한편, 양극 전방 커버 플레이트(210)는 양극판(231)과의 이격 간격이 양극판(231)의 전체 영역에서 동일하게 유지되어 일부 구간에서 유로의 폭이 좁아지는 것을 방지하기 위해 제1 양극판 간격 유지부가 형성될 수 있다. 여기서 제1 양극판 간격 유지부에는 제1 양극 유로 관통홀(213)을 횡단하는 방향으로 평행하게 형성되는 복수개의 제1 양극판 지지 리브(214a) 및 제1 양극판 지지 리브(214a)의 일면에 양극판(231)을 향해 돌출되도록 복수개 형성되며 돌출 끝단이 양극판(231)에 접촉 지지되도록 형성되는 제1 양극판 지지 돌기(214b)가 포함될 수 있다.

제3 고정 돌기(215)는 양극 플레이트의 제2 고정홀(233b)에 삽입되어 양극 플레이트(230)가 양극 전방 커버 플레이트(210)에 고정되도록 양극 전방 커버 플레이트의 양극 플레이트 대향면에 돌출 형성될 수 있다. 이때, 제3 고정 돌기(215)가 형성되는 양극 전방 커버 플레이트(210)의 일면에는 양극 플레이트(230)가 삽입 결합되도록 음각면이 형성될 수 있다.

제3 전방 결합 돌기(216)는 양극 후방 커버 플레이트에 형성되는 제4 전방 결합홈(257)에 삽입됨으로써 양극 전방 커버 플레이트(210)와 양극 후방 커버 플레이트(250)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 일면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제3 전방 결합홈(217)은 양극 후방 커버 플레이트에 형성되는 제4 전방 결합 돌기(256)가 삽입됨으로써 양극 전방 커버 플레이트(210)와 양극 후방 커버 플레이트(250)가 상호 결합되도록 음각 면이 형성되는 일면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제3 후방 결합 돌기(218)는 음극 후방 커버 플레이트에 형성되는 제2 후방 결합홈(159)에 삽입됨으로써 양극 전방 커버 플레이트(210)와 음극 후방 커버 플레이트(150)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 면의 후면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제3 후방 결합홈(219)은 음극 후방 커버 플레이트에 형성되는 제2 후방 결합 돌기(158)가 삽입됨으로써 양극 전방 커버 플레이트(210)와 음극 후방 커버 플레이트(150)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 면의 후면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

양극 플레이트(230)는 음극 플레이트(130) 대비 상하 반전되도록 결합되고, 양극의 전압이 인가된다는 점에서 차이가 있을 뿐 음극 플레이트(130)와 동일하다.

양극 플레이트(230)는 양극판(231)과 양극 실링 프레임(233)을 포함할 수 있다.

양극판(231)은 별도로 마련되는 전원 공급부와 연결되어 양극의 전압이 인가되도록 하측 끝단에 양극 접촉단(231a)이 돌출 형성될 수 있다.

양극 실링 프레임(233)은 양극판(231)의 가장자리 둘레를 밀봉되게 감싼다. 이때 양극 실링 프레임(233)은 양극판(231)의 가장자리 둘레 중 상측 구간은 양극 유로 연통홀(S2)이 형성되도록 이격되어 감싸도록 마련될 수 있다. 여기서 양극 유로는 양극 유로 유입구(211)로 유입된 물이 양극 유로 연통홀(S2)을 통해 양극판(231)의 전방면 및 후방면과 접촉하여 양극 유로 배출구(251)로 흘러나가도록 형성될 수 있다.

그리고 양극 실링 프레임(233)에는 제1 양극 유로 우회홀(212), 및 제3 양극 유로 우회홀(252)과 연통되어 함께 양극 전극셀의 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)을 형성하도록 양극 실링 프레임(233)의 상단에 전후 방향으로 관통되어 형성되는 제2 양극 유로 우회홀(233a)이 형성될 수 있다.

또한, 양극 실링 프레임(233)에는 제3 고정 돌기(215) 또는 제4 고정 돌기(255)가 삽입되어 양극 플레이트(230)가 양극 전방 커버 플레이트(210) 또는 양극 후방 커버 플레이트(250)에 고정되도록 양극 실링 프레임(233)의 상단에 전후 방향으로 관통되어 형성되는 제2 고정홀(233b)이 형성될 수 있다.

한편, 양극 후방 커버 플레이트(250)는 양극판(231)의 후방면과 이격되게 위치하도록 양극 실링 프레임(233)의 후방면에 밀착 결합되며, 양극 유로 배출구(251), 제3 양극 유로 우회홀(252), 제2 양극 유로 관통홀(253), 제2 양극판 지지 리브(254a), 제2 양극판 지지 돌기(254b), 제4 고정 돌기(255), 제4 전방 결합 돌기(256), 제4 전방 결합홈(257), 제4 후방 결합 돌기(258) 및 제4 후방 결합홈(259)을 포함할 수 있다.

여기서 양극 후방 커버 플레이트(250)는 양극 플레이트(230)의 후방에서 결합되어 산성 이온수가 배출된다는 점에서 차이가 있을 뿐, 음극 전방 커버 플레이트(110), 음극 후방 커버 플레이트(150) 및 양극 전방 커버 플레이트(210)와 동일한 형상의 커버 플레이트이다. 즉, 음극 전방 커버 플레이트(110), 음극 후방 커버 플레이트(150), 양극 전방 커버 플레이트(210) 및 양극 후방 커버 플레이트(250)는 역할과 결합 위치가 다를 뿐 서로 동일하게 제조된다.

양극 유로 배출구(251)는 양극 유로에서 생성된 산성 이온수가 후단의 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)로 배출되도록 양극 후방 커버 플레이트(250)의 하단에 전후 방향으로 관통되는 형태로 형성되고 후단의 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)과 연결될 수 있다.

제3 양극 유로 우회홀(252)은 제1 양극 유로 우회홀(212) 및 제2 양극 유로 우회홀(233a)과 연통되어 함께 양극 전극셀의 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)을 형성한다.

제2 양극 유로 관통홀(253)은 중심 영역에 일부 영역이 전후 방향으로 관통되는 형태로 형성된다. 이때, 양극 후방 커버 플레이트(250)의 후방면에는 제2 양극 유로 관통홀(253)을 차단하는 형태로 이온 격막(300)이 부착 결합될 수 있다.

한편, 양극 후방 커버 플레이트(250)는 양극판(231)과의 이격 간격이 양극판(231)의 전체 영역에서 동일하게 유지되어 일부 구간에서 유로의 폭이 좁아지는 것을 방지하기 위해 제2 양극판 간격 유지부가 형성될 수 있다. 여기서 제2 양극판 간격 유지부에는 제2 양극 유로 관통홀(253)을 횡단하는 방향으로 평행하게 형성되는 복수개의 제2 양극판 지지 리브(254a) 및 제2 양극판 지지 리브(254a)의 일면에 양극판(231)을 향해 돌출되도록 복수개 형성되며 돌출 끝단이 양극판(231)에 접촉 지지되도록 형성되는 제2 양극판 지지 돌기(254b)가 포함될 수 있다.

제4 고정 돌기(255)는 양극 플레이트의 제2 고정홀(233b)에 삽입되어 양극 플레이트(230)가 양극 후방 커버 플레이트(250)에 고정되도록 양극 후방 커버 플레이트의 양극 플레이트 대향면에 돌출 형성될 수 있다. 이때, 제4 고정 돌기(255)가 형성되는 양극 후방 커버 플레이트(250)의 일면에는 양극 플레이트(230)가 삽입 결합되도록 음각면이 형성될 수 있다.

제4 전방 결합 돌기(256)는 양극 전방 커버 플레이트에 형성되는 제3 전방 결합홈(217)에 삽입됨으로써 양극 후방 커버 플레이트(250)와 양극 전방 커버 플레이트(210)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 일면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제4 전방 결합홈(257)은 양극 후방 커버 플레이트에 형성되는 제3 전방 결합 돌기(216)가 삽입됨으로써 양극 후방 커버 플레이트(250)와 양극 전방 커버 플레이트(210)가 상호 결합되도록 음각 면이 형성되는 일면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제4 후방 결합 돌기(258)는 음극 전방 커버 플레이트에 형성되는 제1 후방 결합홈(119)에 삽입됨으로써 양극 후방 커버 플레이트(250)와 음극 전방 커버 플레이트(110)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 면의 후면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

제4 후방 결합홈(259)은 음극 전방 커버 플레이트에 형성되는 제1 후방 결합 돌기(118)가 삽입됨으로써 양극 후방 커버 플레이트(250)와 양극 전방 커버 플레이트(210)가 상호 결합되도록 음각면이 형성되는 면의 후면 둘레에 복수개 형성될 수 있다.

도 12a, b은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 최전방에 배치되는 음극 전방 커버 플레이트(110′)를 도시한 도면이고, 도 13a, b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치 최후방에 배치되는 음극 후방 커버 플레이트(150′)를 도시한 도면이다.

도 12a 내지 도 13b를 참조하면, 본 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 최전방에 배치되는 음극 전방 커버 플레이트(110′)는 음극 유로 유입구(111′), 제1 음극 유로 우회홀(112′), 제1 유로홈(113′), 제1 음극판 지지 돌기(114′), 제1 고정 돌기(115′), 제1 전방 결합 돌기(116′), 제1 전방 결합홈(117′), 제1 후방 결합 돌기(118′) 및 제1 후방 결합홈(119′)을 포함할 수 있다.

최전방에 배치되는 음극 전방 커버 플레이트의 음극 유로 유입구(111′)는 외부로부터 원수를 공급받아 원수가 유입되도록 한다. 그리고 최전방에 배치되는 음극 전방 커버 플레이트의 제1 음극 유로 우회홀(112′)은 제2 음극 유로 우회홀(133a), 제3 음극 유로 우회홀(152)과 연통되어 우회홀을 형성하고 외부로부터 원수를 공급받아 원수가 음극 유로를 우회하여 후단에 연통되는 양극 유로 유입구(211)로 유입되도록 한다.

최전방에 배치되는 음극 전방 커버 플레이트(110′)는 전단에 연결되는 양극 전해셀이 존재하지 않기 때문에 상술한 바와 같이 중심 영역에 관통홀이 마련되지 않고 폐쇄되도록 마련된다. 또한, 관통홀이 마련되지 않아 지지 리브도 형성되지 않는다. 다만, 음극판(131)과 대향하는 면에 음극판(131)과 이격되어 음극 유로가 형성될 수 있도록 중심 영역에 제1 유로홈(113′)이 형성된다. 이때, 최전방에 배치되는 음극 전방 커버 플레이트의 제1 음극판 지지 돌기(114b′)는 제1 유로홈(113′)에 배치된다.

그 외에 최전방에 배치되는 음극 전방 커버 플레이트의 제1 고정 돌기(115′), 제1 전방 결합 돌기(116′), 제1 전방 결합홈(117′), 제1 후방 결합 돌기(118′) 및 제1 후방 결합홈(119′)은 상술한 다른 음극 전방 커버 플레이트의 제1 고정 돌기(115), 제1 전방 결합 돌기(116), 제1 전방 결합홈(117), 제1 후방 결합 돌기(118) 및 제1 후방 결합홈(119)과 동일하게 구성된다.

한편, 본 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 최전방에 배치되는 음극 후방 커버 플레이트(150′)는 음극 유로 배출구(151′), 제3 음극 유로 우회홀(152′), 제2 유로홈(153′), 제2 음극판 지지 돌기(154b′), 제2 고정 돌기(155′), 제2 전방 결합 돌기(156′), 제2 전방 결합홈(157′), 제2 후방 결합 돌기(158′) 및 제2 후방 결합홈(159′)을 포함할 수 있다.

최후방에 배치되는 음극 후방 커버 플레이트의 음극 유로 배입구(151′)는 외부로 알칼리 이온수를 배출한다. 이때 배출되는 알칼리 이온수는 사용자에게 공급되는 최종 상태의 알칼리 이온수이다.

그리고 최후방에 배치되는 음극 후방 커버 플레이트의 제3 음극 유로 우회홀(152′)은 제1 음극 유로 우회홀(112), 제2 음극 유로 우회홀(133a)과 연통되어 우회홀을 형성하고 전방의 양극 전해셀(200)로부터 유입된 산성 이온수가 음극 유로를 우회하여 외부로 배출되도록 한다. 이때 배출되는 산성 이온수는 사용자에게 공급되는 최종 상태의 산성 이온수이다.

최후방에 배치되는 음극 후방 커버 플레이트(150′)는 전단에 연결되는 양극 전해셀이 존재하지 않기 때문에 상술한 바와 같이 중심 영역에 관통홀이 마련되지 않고 폐쇄되도록 마련된다. 또한, 관통홀이 마련되지 않아 지지 리브도 형성되지 않는다. 다만, 음극판(131)과 대향하는 면에 음극판(131)과 이격되어 음극 유로가 형성될 수 있도록 중심 영역에 제2 유로홈(153′)이 형성된다. 이때, 최전방에 배치되는 음극 전방 커버 플레이트의 제2 음극판 지지 돌기(154b′)는 제2 유로홈(153′)에 배치된다.

그 외에 최후방에 배치되는 음극 후방 커버 플레이트의 제2 고정 돌기(155′), 제2 전방 결합 돌기(156′), 제2 전방 결합홈(157′), 제2 후방 결합 돌기(158′) 및 제2 후방 결합홈(159′)은 상술한 다른 음극 후방 커버 플레이트의 제2 고정 돌기(155), 제2 전방 결합 돌기(156), 제2 전방 결합홈(157), 제2 후방 결합 돌기(158) 및 제2 후방 결합홈(159)과 동일하게 구성된다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 결합 실링 플레이트를 도시한 도면이다.

상술한 바와 같이 음극 전해셀(100)과 양극 전해셀(200) 사이에는 음극 전해셀(100)과 양극 전해셀(200) 사이 공간을 밀봉할 수 있도록 결합 실링 플레이트(400)가 삽입 개재될 수 있다. 여기서 결합 실링 플레이트(400)는 실리콘 소재로 형성될 수 있다.

도 14를 참조하면, 결합 실링 플레이트(400)는 제1 실링 연결홀(410) 제2 실링 연결홀(420) 및 결합홀(450)을 포함할 수 있다.

제1 실링 연결홀(410) 및 제2 실링 연결홀(420)은 음극 유로 및 양극 유로 우회홀(212, 233a, 252)과 양극 유로 및 음극 유로 우회홀(112, 133a, 152)이 각각 밀봉되게 연통되도록 형성될 수 있다.

그리고 결합홀(450)은 음극 전방 커버 플레이트의 제1 후방 결합 돌기(118) 또는 음극 후방 커버 플레이트의 제2 후방 결합 돌기(158) 또는 양극 전방 커버 플레이트의 제3 후방 결합 돌기(218) 또는 양극 후방 커버 플레이트의 제4 후방 결합 돌기(258)가 관통 삽입되어 결합 실링 플레이트(400)가 음극 전방 커버 플레이트(110) 또는 음극 후방 커버 플레이트(150) 또는 양극 전방 커버 플레이트(210) 또는 양극 후방 커버 플레이트(250)에 결합되도록 음극 전방 커버 플레이트의 둘레에 전후 방향으로 관통되어 형성된다.

한편, 본 실시예에 따른 이온수기용 직렬 전해장치의 음극 전방 커버 플레이트(110), 음극 후방 커버 플레이트(150), 양극 전방 커버 플레이트(210), 양극 후방 커버 플레이트(250) 및 결합 실링 플레이트(400)에는 서로 간에 나사 결합될 수 있도록 연통되는 나사홀(H)이 가장자리 둘레를 따라 각각 마련된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 이온수기용 직렬 전해장치
100: 음극 전해셀 110: 음극 전방 커버 플레이트
111: 음극 유로 유입구 112: 제1 음극 유로 우회홀
113: 제1 음극 유로 관통홀 114a: 제1 음극판 지지 리브
114b: 제1 음극판 지지 돌기 115: 제1 고정 돌기
116: 제1 전방 결합 돌기 117: 제1 전방 결합홈
118: 제1 후방 결합 돌기 119: 제1 후방 결합홈
130: 음극 플레이트 131: 음극판
131a: 음극 접촉단 133: 음극 실링 프레임
133a: 제2 음극 유로 우회홀 133b: 제1 고정홀
150: 음극 후방 커버 플레이트 151: 음극 유로 배출구
152: 제3 음극 유로 우회홀 153: 제2 음극 유로 관통홀
154a: 제2 음극판 지지 리브 154b: 제2 음극판 지지 돌기
155: 제2 고정 돌기 156: 제2 전방 결합 돌기
157: 제2 전방 결합홈 158: 제2 후방 결합 돌기
159: 제2 후방 결합홈 200: 양극 전해셀
210: 양극 전방 커버 플레이트 211: 양극 유로 유입구
212: 제1 양극 유로 우회홀 213: 제1 양극 유로 관통홀
214a: 제1 양극판 지지 리브 214b: 제1 양극판 지지 돌기
215: 제3 고정 돌기 216: 제3 전방 결합 돌기
217: 제3 전방 결합홈 218: 제3 후방 결합 돌기
219: 제3 후방 결합홈 230: 양극 플레이트
231: 양극판 231a: 양극 접촉단
233: 양극 실링 프레임 233a: 제2 양극 유로 우회홀
233b: 제2 고정홀 250: 양극 후방 커버 플레이트
251: 양극 유로 배출구 252: 제3 양극 유로 우회홀
253: 제2 양극 유로 관통홀 254a: 제2 양극판 지지 리브
254b: 제2 양극판 지지 돌기 255: 제4 고정 돌기
256: 제4 전방 결합 돌기 257: 제4 전방 결합홈
258: 제4 후방 결합 돌기 259: 제4 후방 결합홈
300: 이온 격막 400: 결합 실링 플레이트
410: 제1 실링 연결홀 420: 제2 실링 연결홀
450: 결합홀

Claims (11)

1. 음극 유로 유입구 및 음극 유로 배출구가 형성되고, 상기 음극 유로 유입구로부터 음극 유로 배출구까지 음극 유로가 형성되도록 배치되며 음극 유로 상에서 알칼리 이온수가 생성되도록 음극판이 마련되는 음극 전해셀;
   양극 유로 유입구 및 양극 유로 배출구가 형성되고, 상기 양극 유로 유입구로부터 양극 유로 배출구까지 양극 유로가 형성되도록 배치되며 양극 유로 상에서 산성 이온수가 생성되도록 양극판이 마련되는 양극 전해셀; 및
   상기 음극 전해셀과 양극 전해셀 사이에 개재되어 상기 음극 유로와 양극 유로를 분리하는 이온 격막을 포함하고,
   상기 음극 전해셀 및 양극 전해셀은 복수개 구비되어 상호 교번하여 적층 결합되고, 복수개의 상기 음극 전해셀은 상기 음극 전해셀에 유입되는 물이 복수개의 상기 음극 전해셀을 순차적으로 유동하도록 직렬 연결되게 결합되고, 복수개의 상기 양극 전해셀은 상기 양극 전해셀에 유입되는 물이 복수개의 상기 양극 전해셀을 순차적으로 유동하도록 직렬 연결되게 결합되는 것을 특징으로 하는 이온수기용 직렬 전해장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 음극 전해셀에는 상기 음극 유로와 분리되는 별도의 음극 유로 우회홀이 형성되고, 상기 양극 전해셀에는 상기 양극 유로와 분리되는 별도의 양극 유로 우회홀이 형성되며,
   복수개의 상기 음극 전해셀에 각각 형성된 음극 유로는 상기 양극 전해셀에 형성된 양극 유로 우회홀을 통해 서로 연결되고, 복수개의 상기 양극 전해셀에 각각 형성된 양극 유로는 상기 음극 전해셀에 형성된 음극 유로 우회홀을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 이온수기용 직렬 전해장치.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 음극 유로 유입구 및 음극 유로 배출구는 상기 음극 전해셀의 전면 및 후면 상단에 각각 형성되고 상기 음극 유로 우회홀은 상기 음극 전해셀의 하단에 전후 방향으로 관통 형성되며,
   상기 양극 유로 유입구 및 양극 유로 배출구는 상기 양극 전해셀의 전면 및 후면 하단에 각각 형성되고 상기 양극 유로 우회홀은 상기 양극 전해셀의 상단에 전후 방향으로 관통 형성되며,
   상기 음극 전해셀 및 양극 전해셀은
   상기 음극 유로 배출구가 상기 양극 유로 우회홀과 연통됨과 동시에 상기 양극 유로 유입구가 상기 음극 유로 우회홀과 연통되도록 적층 결합되거나 또는 상기 음극 유로 유입구가 상기 양극 유로 우회홀과 연통됨과 동시에 상기 양극 유로 배출구가 상기 음극 유로 우회홀과 연통되도록 적층 결합되는 것을 특징으로 하는 이온수기용 직렬 전해장치
   
4. 제2 항에 있어서, 상기 음극 전해셀은
   상기 음극판과, 상기 음극판의 가장자리 둘레를 밀봉되게 감싸는 음극 실링 프레임을 포함하는 음극 플레이트;
   상기 음극판의 전방면과 이격되게 위치하도록 상기 음극 실링 프레임의 전방면에 밀착 결합되며 일측에 상기 음극 유로 유입구가 형성되는 음극 전방 커버 플레이트: 및
   상기 음극판의 후방면과 이격되게 위치하도록 상기 음극 실링 프레임의 후방면에 밀착 결합되며 일측에 상기 음극 유로 배출구가 형성되는 음극 후방 커버 플레이트를 포함하고,
   상기 음극판의 가장자리 구간 중 일부 구간에는 상기 음극 실링 프레임과 이격된 형태로 연통홀이 형성되고, 상기 음극 유로는 상기 음극 유로 유입구로 유입된 물이 상기 연통홀을 통해 상기 음극판의 전방면 및 후방면과 접촉하여 상기 음극 유로 배출구로 흘러나가도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이온수기용 직렬 전해장치.
   
5. 제4 항에 있어서, 상기 양극 전해셀은
   상기 양극판과, 상기 양극판의 가장자리 둘레를 밀봉되게 감싸는 양극 실링 프레임을 포함하는 양극 플레이트;
   상기 양극판의 전방면과 이격되게 위치하도록 상기 양극 실링 프레임의 전방면에 밀착 결합되며 일측에 상기 양극 유로 유입구가 형성되는 양극 전방 커버 플레이트; 및
   상기 양극판의 후방면과 이격되게 위치하도록 상기 양극 실링 프레임의 후방면에 밀착 결합되며 일측에 상기 양극 유로 배출구가 형성되는 양극 후방커버 플레이트를 포함하고, 상기 양극판의 가장자리 구간 중 일부 구간에는 상기 양극 실링 프레임과 이격된 형태로 연통홀이 형성되고, 상기 양극 유로는 상기 양극 유로 유입구로 유입된 물이 상기 연통홀을 통해 상기 양극판의 전방면 및 후방면과 접촉하며 상기 양극 유로 배출구로 흘러가도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이온수기용 직렬 전해장치.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 음극 전방 커버 플레이트 및 음극 후방 커버 플레이트와, 상기 양극 전방 커버 플레이트 및 양극 후방커버 플레이트는 중심 영역에 관통홀이 형성되며,
   상기 이온 격막은 상기 음극 후방 커버 플레이트와 상기 양극 후방커버 플레이트의 후방면에 상기 관통홀을 차단하는 형태로 부착 결합되는 것을 특징으로 하는 이온수기용 직렬 전해장치.
   
7. 제6 항에 있어서,
   상기 음극 전방 커버 플레이트 및 음극 후방 커버 플레이트의 상호 대향면에는 상기 음극 플레이트가 삽입 결합되도록 음각면이 형성되고,
   상기 양극 전방 커버 플레이트 및 양극 후방커버 플레이트의 상호 대향면에는 상기 양극 플레이트가 삽입 결합되도록 음각면이 형성되는 것을 특징으로 하는 이온수기용 직렬 전해장치.
   
8. 제6 항에 있어서,
   상기 음극 전방 커버 플레이트 및 음극 후방 커버 플레이트에는 상기 음극판과의 이격 간격이 상기 음극판의 전체 영역에서 동일하게 유지되도록 간격 유지부가 형성되고,
   상기 양극 전방 커버 플레이트 및 양극 후방커버 플레이트에는 상기 양극판과의 이격 간격이 상기 양극판의 전체 영역에서 동일하게 유지되도록 간격 유지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이온수기용 직렬 전해 장치.
   
9. 제8 항에 있어서, 상기 간격 유지부는
   상기 관통홀을 횡단하는 방향으로 평행하게 형성되는 복수개의 지지 리브; 및
   상기 지지 리브의 일면에 상기 음극판 또는 양극판을 향해 돌출되도록 복수개 형성되며 돌출 끝단이 상기 음극판 또는 양극판에 접촉 지지되도록 형성되는 지지 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온수기용 직렬 전해장치.
   
10. 제6 항에 있어서,
    상기 음극 전해셀에는 상기 음극 실링 프레임, 상기 음극 전방 커버 플레이트 및 상기 음극 후방 커버 플레이트를 전후 방향으로 관통하는 형태로 상기 음극 유로 우회홀이 형성되고,
    상기 양극 전해셀에는 상기 양극 실링 프레임, 상기 양극 전방 커버 플레이트 및 상기 양극 후방커버 플레이트를 전후 방향으로 관통하는 형태로 상기 양극 유로 우회홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이온수기용 직렬 전해장치.
    
11. 제10 항에 있어서,
    상기 음극 전해셀과 양극 전해셀 사이에는 상기 음극 전해셀과 양극 전해셀 사이 공간을 밀봉할 수 있도록 결합 실링 플레이트가 삽입 개재되고,
    상기 결합 실링 플레이트에는 상기 음극 유로 및 상기 양극 유로 우회홀과, 상기 양극 유로 및 상기 음극 유로 우회홀이 각각 밀봉되게 연통되도록 실링 연결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이온수기용 직렬 전해장치.
    
    
    
    
    

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