KR20220052471A

KR20220052471A - 역전기투석 염분차 발전장치

Info

Publication number: KR20220052471A
Application number: KR1020200136462A
Authority: KR
Inventors: 정남조; 김한기; 황교식; 최지연; 남주연; 한지형; 정윤철; 좌은진
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2022-04-28
Also published as: KR102423923B1

Abstract

역전기투석 염분차 발전장치가 개시된다.
본 발명에 따른 역전기투석 염분차 발전장치는, 복수 개의 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교차되어 적층 배열되고, 서로 인접하게 위치된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 일측 사이에는 제1 용액이 유동하는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되며, 서로 인접하게 위치된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 타측 사이에는 제1 용액보다 낮은 농도의 제2 용액이 유동하는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 이온 교환막부; 전극봉이 관통되고 내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되며 이온 교환막부의 상단부 및 하단부에 결합되는 전극부; 및 내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되는 실링부재; 를 포함한다.

Description

역전기투석 염분차 발전장치{POWER GENERATOR USING THE SALINITY GRADIENT WITH RED STACK CELL}

본 발명은 역전기투석 염분차 발전 스택 조립 및 모듈화에 관한 것이다.

염분차 발전(salinity gradient power generation)은 농도가 다른 두 유체(ex. 해수, 담수)의 혼합 과정에서 발생한 염 농도차 에너지를 전기 에너지 형태로 회수하여 발전하는 시스템이다.

특히, 역전기 투석(Reverse Electrodialysis; RED)은 해수와 담수에 포함되어 이온화되어 있는 염의 농도차로 인해 양이온과 음이온이 각각 양이온교환막과 음이온교환막을 통해 분리 이동하게 되고, 이때 양이온교환막과 음이온교환막 사이에는 화학전 전이차가 발생하게 되며, 이와 같은 이온교환막이 복수 개로 번갈아 배열된 양쪽 끝에 위치한 전극(양전극(애노드), 음전극(캐소드))에서 이온교환막에 의해 발생된 전위차를 이용한 산화환원 반응에 의해 전자의 이동 현상이 발생됨으로써 전기에너지를 생성하는 장치이다.

이와 같이, 역전기투석 방식은 해수(염수)에 용해되어 있는 이온이 이온교환막을 통해 담수로 이동하면서 발생되는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 직접 전환하는 발전방식이다.

이때, 역전기투석 방식의 역전기투석 염분차 발전장치를 실험실 수준의 소규모에서 실제 현장에서 적용 가능한 수준의 발전 성능을 나타내도록 하기 위해서 기존 단위 염도차 발전부 스택(stack)을 이용한다.

일반적으로 역전기투석 염분차 발전장치의 스택은 다양한 조립 방식을 통해 조립되며 적층형 구조의 형태를 가진다. 이와 같은 구조를 통해, 역전기투석 염분차 발전장치를 모듈화하여 염분차 발전의 효율을 극대화 및 대용량화하고 있는 실정이다.

여기서, 역전기투석 염분차 발전장치의 스택은 수직 볼팅 기술을 이용하여 상하단에 위치한 엔드 플레이트(end-plate)를 압축하는 방식으로 조립할 수도 있고, 수평 볼팅 기술을 통해 상하단에 위치한 엔드 플레이트의 측면에 설치된 프레임을 조립하는 방식을 이용할 수도 있다.

수직 볼팅 기술을 이용하여 스택을 조립하는 경우, 분리막 적층 두께가 두꺼울수록 균일한 압축이 불가능하여 완벽한 실링(sealing)이 어려운 문제가 있다.

여기서, 적층되는 셀 수가 증가할수록 (예를 들어, 500셀 이상의 셀) 생성되는 전압의 크기가 증가하여 전극용액이 손상될 수 있는 가능성이 있다. 만약 수직 볼팅 기술을 이용하여 200셀 단위로 나누어 적층할 경우, 전극용액이 손상될 가능성은 낮아지지만, 스택의 개수가 많아지고 스택을 모듈화 하기 위해 많은 부품이 소모된다는 단점이 있다.

한편, 수평 볼팅 기술을 통해 스택을 조립하는 방법은 수직 볼팅 기술을 통해 스택을 조립하는 방법에 비하여 균일한 압축이 가능하며, 적층 셀 단위를 500셀 이하의 단위로 나누어 적층하더라도 연속적으로 적층이 가능하다는 유리한 이점이 있다.

그러나, 수평 볼팅 기술을 이용하여 스택을 조립하는 경우, 분리막 적층 높이 제어에 대한 가변성이 불리하며, 부품이 과다로 소모될 가능성이 있고, 이는 결과적으로 스택의 제조 단가의 상승으로 이어질 수 있는 문제점이 있다.

또한, 수평 볼팅 기술을 이용하여 스택을 조립할 때, 측면 케이스로 사용되는 부품이 많으면 적층형 구조의 스택의 핵심 실링 부분인 모서리 부분의 완전 실링이 어렵다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 스택의 조립 구조를 개선하여, 실링의 불완전성을 개선함으로써 안정적이고 경제성을 확보할 수 있는 역전기투석 염분차 발전장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적은, 본 발명에 따라, 복수 개의 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교차되어 적층 배열되고, 서로 인접하게 위치된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 일측 사이에는 제1 용액이 유동하는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되며, 서로 인접하게 위치된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 타측 사이에는 제1 용액보다 낮은 농도의 제2 용액이 유동하는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 이온 교환막부; 전극봉이 관통되고 내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되며 이온 교환막부의 상단부 및 하단부에 결합되는 전극부; 및 내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되는 실링부재; 를 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 실링부재는 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리와 소정 간격 이격된 상태로 결합되고, 실링부재와 이온 교환막부 및 전극부 사이에는 실링재가 충전될 수 있다.

특히, 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리에는 하나 이상의 이온 교환막부 장착홈 및 전극부 장착홈이 마련되며, 전극부와 이온 교환막부가 결합된 상태에서 이온 교환막부의 장착홈 및 전극부의 장착홈은 서로 연통되고, 실링부재는 이온 교환막부 모서리 및 전극부 모서리와 소정 간격 이격된 상태에서 이온 교환막부 모서리 및 전극부 모서리를 둘러싸도록 이온 교환막부의 장착홈 및 전극부의 장착홈에 삽입될 수 있다.

이때, 실링부재는, 적어도 하나의 모서리가 미형성된 사각형의 형태로 형성되고, 모서리가 미형성된 부분은 실링부재가 이온 교환막부 장착홈 및 전극부 장착홈에 결합되도록 하기 위한 결합부로 마련될 수 있다.

한편, 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서, 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에는 적어도 일면이 평평하게 형성된 하우징이 결합될 수 있다.

이러한, 하우징은 적어도 4개로 분할되어 형성되고, 4개로 분할 형성된 하우징 중에서 서로 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 크게 형성된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 결합될 수 있다.

하우징에는, 제1 유로로 제1 용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제1 공급포트; 제1 공급포트로 유입된 제1 용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제1 배출포트; 제2 유로로 제2 용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제2 공급포트; 및 제2 공급포트로 유입된 제2 용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제2 배출포트가 마련될 수 있다.

또한, 하우징에는, 전극부로 전극용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 전극용액 공급포트; 및 전극부로 공급된 전극용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 전극용액 배출포트가 마련될 수 있다.

여기서, 전극부는, 이온 교환막부의 일측면에 장착되고, 내부에 제1 전극 및 제1 분리막이 위치되며 실링부재와 결합되는 제1 전극부 장착홈이 모서리를 따라 복수 개로 마련되는 제1 엔드 플레이트; 및 이온 교환막부의 타측면에 장착되고, 내부에 제2 전극 및 제2 분리막이 위치되며 실링부재가 결합되는 제2 전극부 장착홈이 모서리를 따라 복수 개로 마련되는 제2 엔드 플레이트를 포함할 수 있다.

제1 엔드 플레이트에는, 제1 전극 및 제1 분리막이 배치되도록 일면이 내측으로 함몰된 제1 함몰부가 형성되고, 제1 전극이 장착된 상태에서 제1 엔드 플레이트의 상면에는 제1 분리막이 결합될 수 있다.

또한, 제1 엔드 플레이트의 제1 함몰부에는 제1 스페이서가 추가로 마련되고, 제1 스페이서는 제1 전극과 제1 분리막 사이에 위치될 수 있다.

제2 엔드 플레이트에는, 제2 전극 및 제2 분리막이 배치되도록 일면이 내측으로 함몰된 제2 함몰부가 형성되고, 제2 전극이 장착된 상태에서 제2 엔드 플레이트의 상면에는 제2 분리막이 결합될 수 있다.

또한, 제2 엔드 플레이트의 제2 함몰부에는 제2 스페이서가 추가로 마련되고, 제2 스페이서는 제2 전극과 제2 분리막 사이에 위치될 수 있다.

이때, 제1, 제2 분리막은, 제1, 제2 엔드 플레이트의 상면을 덮은 상태에서 제1, 제2 엔드 프레이트의 측면 일부를 감싸도록 제1, 제2 엔드 플레이트의 면적보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 제1, 제2 엔드 플레이트의 제1, 제2 전극부 장착홈은, 제1, 제2 엔드 프레이트의 외측면보다 내측으로 인입 형성될 수 있다.

한편, 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 양단부 각각에는 적어도 하나의 가스켓이 장착되고, 가스켓은 제1 용액 및 제2 용액이 유동하는 제1 유로 및 제2 유로를 형성하도록 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 양단부에 서로 교차되도록 마련될 수 있다.

이때, 양이온 교환막 및 음이온 교환막 각각에는 적어도 하나의 제1 이온 교환막부 장착홈 및 제2 이온 교환막부 장착홈이 형성되고, 가스켓은 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 각각에 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈이 형성되지 않은 부분에 결합될 수 있다.

제1, 제2 이온 교환막부 장착홈은, 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 외측면보다 내측으로 인입 형성될 수 있다.

특히, 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합되어 하나의 스택을 형성하며, 스택의 외형은 하나의 사각형의 형태를 형성할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 염분차 발전장치는, 하우징은 중공이 형성되는 원형의 형태로 마련되고, 하우징의 내부에는 사각형 형태의 스택이 위치될 수 있다.

하우징의 상단부에는 하우징의 둘레를 따라 적어도 하나의 안착홈이 마련되고, 스택이 하우징의 중공부에 위치될 때 안착홈에 놓인 상태로 하우징과 결합될 수 있다.

스택이 하우징의 중공부에 결합된 상태에서 하우징의 상단부 및 하단부 각각에는 하우징의 상단부 및 하단부를 개폐하기 위한 하우징 커버가 마련될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 염분차 발전장치는, 복수 개의 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교차되어 적층 배열되고, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 일측면 사이에는 제1 용액이 유동하는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되며, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 타측면 사이에는 제1 용액보다 낮은 농도의 제2 용액이 유동하는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 이온 교환막부; 내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되고, 스택의 상단부 및 하단부와 결합되는 전극부; 및 내부가 중공으로 마련되고 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되며, 복수 개가 마련되는 실링부재; 를 포함하고, 이온 교환막부 및 전극부 각각은 복수 개로 마련되어 교차되어 적층 배열되며, 실링부재는 적층 배열된 복수 개의 이온 교환막부 및 전극부의 모서리를 한 꺼번에 감싸도록 마련될 수 있다.

이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 결합되는 하우징을 더 포함하고, 하우징은 적어도 일면이 평평한 형태로 마련되며 적어도 4개로 분할되어 형성되되, 4개로 분할 형성된 하우징의 종 방향 길이는 서로 결합된 상태에서 적층 배열된 이온 교환막부 및 전극부의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성되며, 4개로 분할 형성된 하우징 중에서 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 긴 길이로 형성될 수 있다.

여기서, 하우징 각각에는, 제1 유로로 제1 용액을 공급하도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 적어도 복수 개의 제1 공급포트; 제1 공급포트로 유입된 제1 용액이 외부로 배출되도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 적어도 2 개의 제1 배출포트; 제2 유로로 제2 용액을 공급하도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 복수 개의 제2 공급포트; 및 제2 공급포트로 유입된 제2 용액이 외부로 배출되도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 복수 개의 제2 배출포트가 마련되고, 2개의 제1 공급포트, 2개의 제2 공급포트, 2개의 제1 배출포트 및 제2 배출포트 각각은 하나의 포트 연결부재에 의하여 서로 연통될 수 있다.

또한, 하우징에는, 스택의 전극부 각각으로 전극용액을 공급하도록 마련된 하나 이상의 전극용액 공급포트; 및 전극용액 공급포트를 통해 공급된 전극용액이 외부로 배출되도록 마련된 복수 개의 전극용액 배출포트가 마련되고, 전극용액 공급포트 및 전극용액 배출포트의 각각은 전극부와 연결될 수 있다.

서로 인접하게 위치된 전극부는 전극봉에 의해 전기적으로 연결되도록 하며, 서로 인접하게 위치된 전극부의 사이는 전극용액 공급포트를 통해 전극부로 공급된 전극용액 내의 이온이 서로 간섭되지 않도록 분리되도록 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 염분차 발전장치는, 복수 개의 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교차되어 적층 배열되고, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 일측면 사이에는 제1 용액이 유동하는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되며, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 타측면 사이에는 제1 용액보다 낮은 농도의 제2 용액이 유동하는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 이온 교환막부; 내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되고, 이온 교환막부의 상단부 및 하단부에 각각 결합되는 전극부; 내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되는 실링부재; 및 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 각각 결합되는 하우징; 을 포함하고, 전극부, 이온 교환막부, 실링부재 및 하우징이 함께 결합된 형태의 단위 스택을 형성할 수 있다.

여기서, 적어도 하나의 단위 스택이 결합되는 공간이 마련되며 제1 용액 및 제2 용액이 유입되어 외부로 유출되는 적어도 하나의 공동배관이 형성되는 케이스를 더 포함하며, 하나의 단위 스택은 하나의 케이스에 결합되고, 내부에 단위 스택이 위치된 하나의 케이스가 종 방향을 따라 적층 배열되어 하나의 염분차 모듈로 형성될 수 있다.

공동 배관은, 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제1 단위공급포트와 연결되는 제1 용액 유입배관; 제1 용액 유입배관에 대응하여 복수 개의 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제1 단위 배출포트와 연결되는 제1 용액 배출배관; 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제2 단위 공급포트와 연결되는 제2 용액 유입배관; 및 제2 용액 유입배관에 대응하여 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제2 단위 배출포트와 연결되는 제2 용액 유출배관을 포함할 수 있다.

케이스의 상측 및 하측에는 적어도 하나의 전극봉이 마련되고, 단위 스택이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 단위 전극용액 공급포트와 연결되는 전극용액 유입구; 및 전극용액 유입구에 대응하며 단위 스택이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 단위 전극용액 배출포트와 연결되는 전극용액 배출구를 포함할 수 있다.

여기서, 케이스는, 전극용액 유입구를 통해 케이스에 위치된 각각의 단위 스택으로 공급된 전극용액이 인접하게 위치된 다른 단위 스택으로 유입되지 않도록 하는 전극용액 격리부를 더 포함할 수 있다.

전극용액 격리부는, 케이스의 내부에 마련되며, 하나의 단위 스택의 일면에 형성된 전극홀과 접촉되는 적어도 하나의 제1 부재; 케이스의 내부에 마련되며 어느 하나는 제1 부재와 결합되고 다른 하나는 제1 부재와 소정 간격 이격되되 전극봉과 접촉되도록 마련된 한 쌍의 제2 부재; 및 한 쌍의 제2 부재 사이에 마련되어 제1 부재와 먼 위치에 위치된 하나의 제2 부재와 접촉되는 전극봉을 제1 부재와 가깝게 위치된 다른 하나의 제2 부재에 대해 탄성 지지하는 제3 부재를 포함하고, 하나의 단위 스택이 케이스에 대해 횡 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다.

한편, 전극용액 격리부는, 두 개의 단위 스택 사이에 위치된 케이스의 내부에 마련되며, 서로 인접하게 마련된 각각의 단위 스택의 일면에 형성된 전극홀과 각각 접촉되도록 마련된 한 쌍의 제1 부재; 케이스의 내부에 마련되며 한 쌍의 제1 부재와 각각 결합되는 한 쌍의 제2 부재; 및 한 쌍의 제2 부재 사이에 마련되며 한 쌍의 제2 부재 사이를 탄성 지지하는 제3 부재를 포함하고, 하나의 케이스와 인접하게 위치된 두 개의 단위 스택은 케이스를 기준으로 횡 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다.

적층 배열된 케이스의 외측면에는 적어도 일면이 평평하게 형성된 하우징이 결합되며, 하우징은 적어도 4개로 분할되어 형성되고, 4개로 분할 형성된 하우징의 종 방향 길이는 염분차 발전모듈의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성되며, 4개로 분할 형성된 하우징 중에서 서로 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 긴 길이로 형성될 수 있다.

본 발명의 역전기투석 염분차 발전장치는, 역전기투석 염분차 발전장치의 조립 구조를 개선하여 염분차 발전장치의 실링 불완전성을 개선함으로써 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

더욱이, 본 발명의 역전기투석 염분차 발전장치는, 염분차 발전장치의 조립 편의성이 크게 향상되어, 조립 시 소요되는 부품의 과다 사용을 방지할 수 있어서 역전기투석 염분차 발전장치의 제작 비용을 대폭 절감할 수 있고, 이를 통해 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석 염분차 발전장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 염분차 발전장치에 하우징이 결합되는 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 하우징이 분리된 염분차 발전장치에 실링부재가 결합되는 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 하우징 및 실링부재가 분리된 염분차 발전장치의 전극부 및 이온 교환막부의 결합 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 전극부에 결합되는 전극 및 분리막의 결합 상태를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 전극부의 조립 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1에 도시한 염분차 발전장치에 유입 및 유출되는 제1, 제2 용액 및 전극용액의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1에 도시한 염분차 발전장치의 이온 교환막부 및 전극부가 다단 적층된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 도시한 염분차 발전장치의 결합 상태를 간략하게 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 염분차 발전장치의 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시한 염분차 발전장치에 하우징 커버가 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 염분차 발전장치를 모듈화한 염분차 발전모듈의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 염분차 발전장치를 모듈화한 염분차 발전모듈의 다른 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 도 12 내지 도 15에 도시한 케이스에 마련되는 전극용액 격리부를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 도 12 내지 도 15에 도시한 염분차 발전모듈이 모듈화하는 또 다른 형태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

먼저, 미국 지질 조사소의 염의 농도에 의한 수질 분류에 따르면, 일반적으로 '염수'또는 '해수'는 염의 농도가 해수의 염(Salt, 주로 NaCl) 농도인 35,000mg/L 이상을 가지는 용액을 의미하며, '기수'는 염 농도가 1,000~10,000mg/L 정도를 가진 용액, '담수'는 염 농도가 0~1,000mg/L를 가진 용액을 의미할 수 있다.

본 발명에서, 제1 용액(Sea Water; SW)은 농도차 또는 염분차 발전을 위해 유입되는 고농도 용액을 의미할 수 있으며, 예를 들어, 염수 또는 해수를 의미할 수 있다.

또한, 제2 용액(Fresh Water; FW)은 제1 용액보다 상대적으로 낮은 농도를 갖는 저농도 용액을 의미할 수 있으며, 예를 들어, 기수 또는 담수를 의미할 수 있다.

여기서, 상기 제1 용액은 제2 용액보다 상대적으로 높은 농도를 갖는 용액을 의미할 수 있다.

일예로, 상기 제1 용액은 염수, 해수, 기수, 산업 폐 고농축수, 고 농축 비료 및 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합 용액일 수 있다.

또한, 다른 일예로, 상기 제2 용액은 기수, 담수, 하수 방류수, 산업 냉각수 및 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합 용액일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 역전기투석 염분차 발전장치(이하, '염분차 발전장치'라 함)를 설명한다.

우선, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 염분차 발전장치(10)를 설명한다.

도 1 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 염분차 발전장치(10)는 복수 개의 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)을 포함하는 이온 교환막부(200), 내부에 적어도 하나의 전극(1151,1251) 및 분리막(115,125)이 배치되며 이온 교환막부(200)의 상단부 및 하단부에 각각 결합되는 전극부(100) 및 이온 교환막부(200)를 한 번에 감싸도록 마련된 실링부재(300)를 포함한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 이온 교환막부(200)는 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)을 포함한다.

이온 교환막부(200)에는 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)은 복수 개로 마련된다. 이때, 복수 개로 마련되는 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)은 서로 교차되어 적층 배열된다.

여기서, 교차되어 적층 배열되는 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)에는 제1 용액이 유동하는 제1 유로(214)와 제2 용액이 유동하는 제2 유로(216)가 형성될 수 있다.

제1 유로(214)는 교차되어 적층 배열된 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 일측 사이에 형성되고, 제2 유로(216)는 교차되어 적층 배열된 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 타측 사이에 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 유로(214)와 제2 유로(216)는 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212) 사이에 형성되므로, 복수 개로 형성될 수 있다.

한편, 이온 교환막부(200)에는 이온 교환막부(200)의 모서리의 실링(sealing)을 위한 이온 교환막부 장착홈(213,217)이 형성될 수 있다.

이러한 이온 교환막부 장착홈(213,217)은 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212)에 각각 형성된다.

하기에서, 양이온 교환막(210)에 형성되는 이온 교환막부 장착홈은 제1 이온 교환막부 장착홈(213)이라 하고, 음이온 교환막(212)에 장착되는 이온 교환막부 장착홈은 제2 이온 교환막부 장착홈(217)이라 한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)은 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 모서리 4개소에 적어도 하나 이상으로 형성된다.

참고로, 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)은 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)을 서로 교차하여 적층할 때에 가공하여 형성할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)은 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 외측면보다 내측으로 인입되어 형성될 수 있다.

서로 교차되어 적층된 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)을 따라 실링부재(300)가 결합된다.

이에 따라, 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212) 사이에 형성된 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)를 통해 공급되는 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)이 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 4를 참조하면, 이온 교환막부(200)에는 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212) 사이의 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)를 형성하기 위한 가스켓(211)이 추가로 마련될 수 있다.

가스켓(211)은 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 양 단부에 각각 마련될 수 있다.

일반적으로 가스켓(211)은 이온교환 분리막(양이온 교환막, 음이온 교환막)의 두께 및 재질 등에 따라 다른 방식을 채택할 수 있다.

일예로, 이온교한 분리막의 두께가 두껍거나 균질막의 경우에는 폴리머 계열의 박판이나 실리콘 계열의 필름을 사용한 비 접착성 가스켓을 사용할 수 있다. 또한, 이온교환 분리막의 두께가 얇거나 비균질막의 경우에는 실링의 강도를 증가하기 위해 접착 테이프, 접착제 등 접착성 가스켓을 사용하는 것이 유리할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

특히, 가스켓(211)은 복수 개로 마련되어, 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 각각에 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)이 형성되지 않은 부분에 결합된다.

또한, 가스켓(211)은 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212) 상에 교차되어 적층됨으로써, 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)에 결합된 가스켓(211)의 사이에는 복수 개의 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)가 형성되게 된다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 이온 교환막부(200)에는 스페이서(미도시)가 추가로 마련될 수도 있다.

스페이서는 가스켓(211)과 같이 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)에 각각 마련되어 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)를 형성할 수 있다.

이를 위해, 스페이서도 한 쌍으로 마련되어 양이온 교환막(210) 및 음이온 교환막(212)의 양 단부 각각에 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

여기서, 가스켓(211) 또는 스페이서에 의해 형성되는 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)는 교차 흐름(Cross Flow)를 형성할 수 있다.

이와 같이, 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)이 제1 유로(214) 및 제2 유로(216)를 통해 유동될 때, 제2 용액(FW)보다 높은 염 농도를 갖는 제1 용액(SW)에 포함된 이온성 물질, 즉 양이온성 물질과 음이온성 물질이 양이온 교환막(210)과 음이온 교환막(212)을 선택적으로 통과함에 따라 전위차가 발생되고, 이로 인하여 전극부(100)의 복수 개의 전극(제1, 제2 전극)에서 각각 산화반응 및 환원 반응이 발생으로 전자의 흐름이 생성되어 전기를 생산할 수 있게 된다.

참고로, 상기 양이온성 물질은 나트륨 이온(Na⁺)이고, 음이온성 물질은 염소이온(Cl^-) 일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 이온 교환막부(200)가 교차 흐름 형태의 구조를 가짐에 따라, 후술하는 스택(이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 형태) 내부의 압력을 최소화할 수 있고, 오염 물질이 부착된 스택을 세척할 때에도 매우 용이하다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 전극부(100)는 내부에 적어도 하나의 전극(1151,1251)과 분리막(115,125)이 마련된 상태에서 이온 교환막부(200)의 상단부 및 하단부에 각각 결합된다.

이러한 전극부(100)는 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)를 포함한다.

참고로, 도 4에 도시한 제1 엔드 플레이트(110)는 도 4 도시된 상태에서 뒤집혀서 이온 교환막부(200)의 상단부에 결합된다.

제1 엔드 플레이트(110)는 이온 교환막부(200)의 일측면에 장착되고, 내부에 제1 전극(1151) 및 제1 분리막(115)이 위치된다.

이때, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 엔드 플레이트(110)에는 일측면에서 내측으로 함몰된 제1 함몰부(116)가 형성될 수 있다.

제1 함몰부(116)에는 제1 전극(1151) 및 제1 분리막(115)이 장착될 수 있다.

또한, 제1 함몰부(116)에는 제1 스페이서(1152)가 추가로 마련될 수 있다. 제1 스페이서(1152)는 제1 전극(1151)과 제1 분리막(115) 사이에 위치될 수 있다.

여기서, 제1 분리막(115)은 제1 엔드 플레이트(110)의 면적보다 크게 형성될 수 있다.

제1 분리막(115)이 제1 엔드 플레이트(110)보다 크게 형성됨에 따라, 내부에 제1 전극(1151) 및 제1 스페이서(1152)가 위치된 제1 엔드 플레이트(110)의 상부 전체를 덮은 상태에서 제1 엔드 플레이트(110)의 측면 일부를 감쌀 수 있다.

한편, 제2 엔드 플레이트(120)는 이온 교환막부(200)의 타측면에 장착되고, 내부에 제2 전극(1251) 및 제2 분리막(125)이 위치된다.

상술한 제1 엔드 플레이트(110)와 같이, 제2 엔드 플레이트(120)에도 일측면에서 내측으로 함몰된 제2 함몰부(126)가 형성될 수 있다.

제2 함몰부(126)에는 제2 전극(1251) 및 제2 분리막(125)이 장착될 수 있다.

또한, 제2 함몰부(126)에도 제2 스페이서(1252)가 추가로 마련될 수 있다. 제2 스페이서(1252)는 제2 전극(1251)과 제2 분리막(125) 사이에 위치될 수 있다.

여기서, 제2 분리막(125)은 제2 엔드 플레이트(120)의 면적보다 크게 형성될 수 있다.

제2 분리막(125)이 제2 엔드 플레이트(120)보다 크게 형성됨에 따라, 내부에 제2 전극(1251) 및 제2 스페이서(1252)가 위치된 제2 엔드 플레이트(120)의 상부 전체를 덮은 상태에서 제2 엔드 플레이트(120)의 측면 일부를 감쌀 수 있다.

참고로, 제1 엔드 플레이트(110)의 제1 전극(1151)은 캐소드 전극 또는 애노드 전극 중 어느 하나일 수 있고, 제2 전극(1251)은 캐소드 전극 또는 애노드 전극 중 나머지 하나일 수 있다.

예를 들어, 제1 전극(1151)이 캐소드 전극으로 마련되는 경우에는 제2 전극(1251)은 애노드 전극일 수 있고, 제1 전극(1151)이 애노드 전극인 경우에는 제2 전극(1251)은 캐소드 전극일 수 있다. 이러한 제1 전극(1151)과 제2 전극(1251)은 전기적으로 연결될 수 있다.

이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)의 조립 구조 및 그에 따른 순서를 설명한다.

먼저, 도 6의 (1)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)는 소정의 두께를 가지도록 형성된다.

이때, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 일면에는 내측으로 함몰 형성된 제1 함몰부(116) 및 제2 함몰부(126)가 형성된다.

그 다음, 도 6의 (2)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 형성된 제1, 제2 함몰부(116,126)에 제1 전극(1151) 및 제2 전극(1251)이 배치된다.

이때, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 제1, 제2 함몰부(116,126)의 일부분에는 적어도 하나의 전극봉(미도시)이 삽입되고, 전극봉은 제1, 제2 전극(1151,1251)과 전기적으로 연결된다.

그 다음, 도 6의 (3)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 제1, 제2 전극(1151,1251)이 삽입된 상태에서, 제1 스페이서(1152) 및 제2 스페이서(1252)가 삽입된다.

그 다음, 도 6의 (4)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 제1, 제2 전극(1151,1251) 및 제1, 제2 스페이서(1152,1252)가 위치된 상태에서, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)와 제1, 제2 스페이서(1152,1252) 사이의 경계면에 접착제(g)가 도포된다.

이와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)와 제1, 제2 스페이서(1152,1252) 사이에 접착제(g)를 도포하면 이 후에 제1, 제2 분리막(115,125)의 접착 시에 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 공급된 전극용액이 누수되지 않도록 할 수 있다(1차 실링).

그 다음, 도 6의 (5)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 제1, 제2 전극(1151,1251), 제1, 제2 스페이서(1152,1252)가 차례로 위치된 상태에서, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 상면과 양측면에 양면 접착제(T)를 접착한다.

이와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 상면과 양측면에 양면 접착제(T)를 접착하면, 제1, 제2 분리막(115,125)의 접착 시에 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 공급된 전극용액(Electrode Sloution; ES)이 누수되지 않도록 할 수 있다(2차 실링).

그 다음, 도 6의 (6)에 도시한 바와 같이, 상면 및 양측에 양면 접착제(T)가 접착된 상태의 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 제1, 제2 분리막(115,125)을 접착한다.

상술한 바와 같이, 제1, 제2 분리막(115,125)의 크기가 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 면적보다 크게 형성되기 때문에, 제1, 제2 분리막(115,125)은 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 상면은 물론이고 측면의 일부에도 접착되게 된다.

이때, 제1, 제2 분리막(115,125)이 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 양측면에 접착될 때, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 접착되는 제1, 제2 분리막(115,125)의 접착 면적은 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 측면 면적의 약 70% 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

그 다음, 도 6의 (7)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 제1, 제2 분리막(115,125)이 접착된 상태에서, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 측면에 단면 접착제(T')가 접착된다.

여기서, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 측면에 접착된 단면 접착제(T')는 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 측면에 제1, 제2 분리막(115,125)이 접착되지 않은 약 30%에 접착된 양면 접착제(T)와 접착되게 된다.

이와 같이, 양면 접착제(T)가 접착된 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 측면에 단면 접착제(T')가 접착됨에 따라 제1, 제2 분리막(115,125)의 접착 시에 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 공급된 전극용액(ES)이 누수되지 않도록 할 수 있다(3차 실링).

상기와 같이, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 단계적으로 실링을 수행함에 따라, 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 공급된 전극용액(ES)이 외부로 유출될 수 있는 경로를 거의 완벽하게 실링(차단)할 수 있는 효과가 있다.

한편, 전극부(100)에는 전극부(100)의 모서리(111)의 실링을 위한 전극부 장착홈(112,122)이 하나 이상으로 형성될 수 있다.

전극부 장착홈(112,122)은 제1 엔드 플레이트(110)와 제2 엔드 플레이트(120)의 각각에 형성된다.

다시 말해서, 전극부 장착홈(112,122)은 제1 엔드 플레이트(110)에 마련되는 제1 전극부 장착홈(112)과 제2 엔드 플레이트(120)에 마련되는 제2 전극부 장착홈(122)을 포함한다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)은 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)의 모서리 4개소에 하나 이상으로 형성된다.

또한, 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)은 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)의 외측면보다 내측으로 인입되어 형성될 수 있다.

참고로, 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)은 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)의 가공할 때에 미리 가공하여 형성되도록 할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한, 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에는 실링부재(300)가 결합된다.

여기서, 전극부(100)와 이온 교환막부(200)가 결합된 상태에서, 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부(100)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)이 서로 연통된다.

이에 따라, 실링부재(300)는 이온 교환막부(200)의 모서리(213) 및 전극부(100)의 모서리(111,121)와 소정 간격 이격된 상태에서 이온 교환막부(200)의 모서리(213) 및 전극부(100)의 모서리(111,121)를 둘러싸도록 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부 장착홈(112,122)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에 삽입된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 이러한 실링부재(300)는 내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합될 수 있다.

이때, 상술한 바와 같이, 실링부재(300)는 이온 교환막부(200)의 각 모서리(213) 및 전극부(100)의 각 모서리(111,121)와 소정 간격 이격된 상태로 결합된다.

구체적으로, 실링부재(300)가 삽입되는 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)은 이온 교환막부(200)의 외측면보다 내측으로 인입 형성되고, 전극부(100)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)은 전극부(100)의 외측면보다 내측으로 인입 형성된다.

이에 따라, 실링부재(300)가 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부(100)제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에 삽입될 때, 실링부재(300)와 제1, 제2이온 교환막부 장착홈(213,217)과 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122) 사이에 간격(또는 간극)이 발생될 수밖에 없기 때문에, 실링부재(300)는 이온 교환막부(200)의 각 모서리(213) 및 전극부(100)의 각 모서리(111,121)와 소정 간격 이격된 상태로 결합되게 되는 것이다.

한편, 도 1 및 도 3을 참조하면, 실링부재(300)가 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)와 결합된 상태에서, 실링부재(300)와 이온 교환막부(200) 및 전극부(100) 사이에는 실링재(S)가 충전된다.

이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 상태에서, 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)와 실링부재(300) 사이의 간격에 실링재(S)가 충전됨에 따라, 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)의 결합을 더욱 단단하게 할 수 있고, 염분차 발전을 위해 염분차 발전장치(10)로 공급된 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)이 혼합되는 것을 방지할 수 있다.

참고로, 실링재(S)는 실리콘계 수지(silicone resin), 에폭시계 수지(epoxy resin), 아크릴계 수지(acrylic resin), 우레탄계 수지(urethane resin), 이미드계 수지(imide resin) 및 이소부틸렌계 수지(isobutylene resin)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 실링부재(300)는 적어도 하나의 모서리가 미형성된 사각형의 형태로 형성될 수 있다.

이때, 실링부재(300)의 모서리가 미형성된 부분은 실링부재(300)가 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)와 결합되도록 하기 위한 결합부(302)로 마련될 수 있다.

이에 따라, 실링부재(300)의 결합부(302)가 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부(100)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에 삽입 결합되게 된다.

실링부재(300)가 이온 교환막부(100)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부(100)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에 삽입 결합됨에 따라, 결합된 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)는 하나의 스택으로 형성될 수 있다.

실링부재(300)가 이온 교환막부(200)의 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈(213,217)과 전극부(100)의 제1, 제2 전극부 장착홈(112,122)에 결합되면, 스택의 외형은 하나의 사각형의 형태를 형성할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 스택의 측면에는 적어도 일면이 평평하게 형성된 하우징(401,402,403,404)이 결합될 수 있다.

하우징(401,402,403,404)은 소정의 두께를 갖고, 내부가 중공인 형태로 형성되되 상단부가 개방된 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징(401,402,403,404)은 적어도 4개로 분할되어 형성될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 4개로 분할 형성된 하우징(401,402,403,404) 중에서 서로 마주보는 2개의 제1 하우징(401) 및 제3 하우징(403)의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 제2 하우징(402) 및 제4 하우징(404)의 횡 방향 길이보다 작게 형성될 수 있다.

즉, 4개로 분할 형성된 제1 내지 제4 하우징(401,402,403,404)은 횡 방향 길이가 크게 형성되는 2개의 하우징(402,404)의 모서리 부분이 상대적으로 횡 방향 길이가 작게 형성되는 2개의 하우징(401,403)의 모서리 부분을 덮은 상태에서 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 스택의 외측면에 결합된다.

이와 같이, 하우징(401,402,403,404)을 4개로 분할 형성됨에 따라, 하우징(401,402,403,404)의 제조 비용을 대폭 절감할 수 있고, 조립이 용이할 수 있다.

참고로, 도면에는 도시하지 않았지만, 실링부재(300)의 외측면과 하우징(401,402,403,404)의 내측면 사이에는 실링부재(300)와 하우징(401,402,403,404) 사이의 실링을 위해 추가적인 가스켓(미도시) 또는 오링(o-ring)이 장착될 수도 있으며, 이를 위한 별도의 홈 가공이 필요할 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 7을 참조하면, 하우징(401,402,403,404)에는 복수 개의 포트(port)가 마련될 수도 있다.

구체적으로, 하우징(401,402,403,404)에는 제1 유로(214)로 제1 용액(SW)을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제1 용액 공급포트(414)와 제1 용액 공급포트(414)를 통해 유입된 제1 용액(SW)이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제1 용액 배출포트(미도시)를 포함한다.

또한, 하우징(401,402,403,404)에는 제2 유로(216)로 제2 용액(FW)을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제2 용액 공급포트(416)와 제2 용액 공급포트(416)를 통해 유입된 제2 용액(FW)이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제2 용액 배출포트(미도시)를 포함한다.

이때, 제1 용액(SW)이 공급되는 제1 공급포트(414)와 제1 용액(SW)이 배출되는 제1 용액 배출포트(미도시)는 하우징(401,402,403,404)에 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 용액(FW)이 공급되는 제2 공급포트(416)와 제2 용액(FW)이 배출되는 제2 용액 배출포트(미도시)도 하우징(401,402,403,404)에 서로 마주보도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 제1 하우징(401)에 제1 용액(SW)이 공급되는 제1 용액 공급포트(414)가 형성되는 경우, 제1 용액(SW)이 외부로 배출되는 제1 용액 배출포트는 제3 하우징(403)에 형성된다.

또한, 제4 하우징(404)에 제2 용액(FW)이 공급되는 제2 용액 공급포트(416)가 형성되는 경우, 제2 용액(FW)이 외부로 배출되는 제2 용액 배출포트는 제2 하우징(402)에 형성될 수 있다.

한편, 하우징(401,402,403,404)에는 적어도 하나의 전극용액 공급포트(419) 및 전극용액 배출포트(미도시)가 추가로 마련될 수 있다.

전극용액 공급포트(419)는 전극용액을 전극부(100)의 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)의 각각에 공급되도록 하기 위한 것으로, 도면에는 도시하지 않았지만 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 형성된 전극용액 유입구(미도시)와 연통되어 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 전극용액(ES)이 공급되도록 할 수 있다.

전극용액 배출포트는 전극용액 공급포트(419)를 통해 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 유입된 전극용액(ES)을 외부로 배출하기 위한 것으로, 도면에는 도시하지 않았지만 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 형성된 전극용액 배출구(미도시)와 연통되어 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로부터 전극용액(ES)이 외부로 배출되도록 할 수 있다.

참고로, 전극용액 공급포트(419)를 통해 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 유입되는 전극용액(ES)은 담수, 해수, 인공염수 (only NaCl), 페리시안화칼륨(potassiumferricyanide) 및 염화철(Iron chloride)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적으로 역전기투석 장치에서 사용가능 한 전극용액이라면 모두 적용될 수 있다.

여기서, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 제1 용액(SW), 제2 용액(FW) 및 전극용액(ES)의 유동을 간단히 설명한다.

제1 용액 공급포트(414)를 통해 제1 용액(SW)이 공급되면, 제1 용액(SW)은 전극부(100)의 제1 엔드 플레이트(110)와 제2 엔드 플레이트(120)의 일측면에 형성된 제1 유로(214)를 통해 유동된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 제1 유로(214)를 통과한 제1 용액(SW)은 하우징(401,402,403,404)에 형성된 제1 용액 배출포트(미도시)를 통해 외부로 배출된다.

제2 용액 공급포트(416)를 통해 제2 용액(FW)이 공급되면, 제2 용액(FW)은 전극부(100)의 제1 엔드 플레이트(110)와 제2 엔드 플레이트(120)의 타측면에 형성된 제2 유로(216)를 통해 유동된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 제2 유로(216)를 통과한 제2 용액(FW)은 하우징(401,402,403,404)에 형성된 제2 용액 배출포트(미도시)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 하우징(401,402,403,404)에 형성된 전극용액 공급포트(419)를 통해서 전극용액(ES)이 공급되고, 공급된 전극용액(ES)은 전극부(100)의 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120) 각각으로 유입된다.

제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120) 각각으로 유입되고 난 이후에는, 전극용액(ES)은 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)의 타측으로 개별적으로 배출되고, 하우징(401,402,403,404)에 형성된 전극용액 배출포트(미도시)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 염분차 발전장치(20)를 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 염분차 발전장치(20)는 전술한 제1 실시예와는 다르게, 실링부재(3000) 및 하우징(405,406,407,408)의 형태(크기)를 제외하고, 전술한 실시예들과 실질적으로 동일하므로, 그 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 도면부호를 부여하였으며, 그에 대한 설명은 전술한 실시예들을 준용하기로 한다.

도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 실링부재(3000)는 적층 배열된 복수 개의 이온 교환막부(200)의 모서리(213) 및 전극부(100)의 모서리(111,121)를 한 꺼 번에 감싸도록 마련될 수 있다.

여기서, 실링부재(3000)는 이온 교환막부(200)의 모서리(213) 및 전극부(100)의 모서리(111,121)에 결합되므로, 적어도 4개로 형성될 수 있다.

실링부재(3000)는 적층 배열된 복수 개의 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)의 횡 방향 길이만큼 형성될 수 있다.

이에 따라, 횡 방향으로 긴 길이로 형성된 실링부재(3000)는 다단으로 적층된 이온 교환막부(100) 및 전극부(100)의 모서리(213,111,121)를 한 번에 감쌀 수 있게 됨으로써, 실링부재(3000)를 이용한 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)의 실링 효율을 증가시킬 수 있게 된다.

한편, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 염분차 발전장치(20)는 하우징(405,406,407,408)을 더 포함할 수 있다.

하우징(405,406,407,408)은 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 상태에서 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)의 외측면에 결합될 수 있다.

이때, 하우징(405,406,407,408)은 적어도 일면이 평평한 플레이트 형태로 마련되되, 적어도 4개로 분할되어 형성된다.

하우징은 제1 내지 제4 하우징(405,406,407,408)으로 분할 형성되어, 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 상태에서 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)의 외측면을 덮도록 결합된다.

4개로 분할 형성된 제1 내지 제4 하우징(405,406,407,408)의 종 방향 길이는 적층 배열된 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성될 수 있다.

반면, 4개로 분할 형성된 제1 내지 제4 하우징(405,406,407,408) 중에서, 서로 마주보는 제1, 제3 하우징(405,407)의 횡 방향 길이는 제2, 제4 하우징(406,408)의 횡 방향 길이보다 짧게 형성될 수 있다.

이에 따라, 상대적으로 횡 방향 길이가 긴 제2, 제4 하우징(406,408)이 제1, 제3 하우징(405,406)의 모서리를 덮는 상태로 결합될 수 있다.

이와 같이, 하우징(405,406,407,408)이 4개로 분할 형성되고, 서로 마주보는 하우징(405,406,407,408)의 횡 방향 길이를 다르게 함에 따라 하우징(405,406,407,408)의 조립이 용이하며, 실링의 효율을 높일 수 있다.

한편, 하우징(405,406,407,408)에는 복수 개의 포트(port)가 마련될 수도 있다.

구체적으로, 하우징(405,406,407,408)에는 제1 유로(214)로 제1 용액(SW)을 공급하도록 마련된 제1 용액 공급포트(414)와 제1 용액 공급포트(414)를 통해 유입된 제1 용액(SW)이 외부로 배출되도록 마련된 복수 개의 제1 용액 배출포트(미도시)를 포함한다.

또한, 하우징(405,406,407,408)에는 제2 유로(216)로 제2 용액(FW)을 공급하도록 마련된 복수 개의 제2 용액 공급포트(416)와 제2 용액 공급포트(416)를 통해 유입된 제2 용액(FW)이 외부로 배출되도록 마련된 복수 개의 제2 용액 배출포트(미도시)를 포함한다.

이때, 제1 용액(SW)이 공급 및 배출되는 제1 용액 공급포트(414)와 제1 배출포트(미도시)는 하우징(405,406,407,408)에 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 용액(FW)이 공급 및 배출되는 제2 용액 공급포트(416)와 제2 용액 배출포트(미도시)도 하우징(405,406,407,408)에 서로 마주보도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 제1 하우징(405)에 제1 용액(SW)이 공급되는 제1 용액 공급포트(414)가 형성되는 경우, 제1 용액(SW)이 외부로 배출되는 제1 용액 배출포트는 제3 하우징(407)에 형성된다. 또한, 제4 하우징(408)에 제2 용액(FW)이 공급되는 제2 용액 공급포트(416)가 형성되는 경우, 제2 용액(FW)이 외부로 배출되는 제2 용액 배출포트는 제2 하우징(406)에 형성될 수 있다.

여기서, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 하우징(405)에 마련된 두 개의 제1 용액 공급포트(414)는 하나의 포트 연결부재(417)에 의해 서로 연통되고, 두 개의 제1 용액 배출포트(미도시)도 하나의 포트 연결부재(417)에 의해 서로 연통될 수 있다.

또한, 두 개의 제2 용액 공급포트(416)는 하나의 포트 연결부재(417)에 의해 서로 연통되고, 두 개의 제2 용액 배출포트(미도시)도 하나의 포트 연결부재(417)에 의해 서로 연통될 수 있다.

한편, 하우징(405,406,407,408)에는 적어도 하나의 전극용액 공급포트(419) 및 전극용액 배출포트(미도시)가 추가로 마련될 수 있다.

전극용액 공급포트(419)는 전극용액을 전극부(100)의 제1 엔드 플레이트(110) 및 제2 엔드 플레이트(120)를 포함하는 전극부(100)에 공급되도록 하기 위한 것이다.

도면에는 도시하지 않았지만 전극용액 공급포트(419)는 전극부(100)의 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 형성된 전극용액 유입구(미도시)와 연통되어 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 전극용액(ES)이 공급되도록 할 수 있다.

전극용액 배출포트는 전극용액 공급포트(419)를 통해 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로 유입된 전극용액을 외부로 배출하기 위한 것이다.

도면에는 도시하지 않았지만 전극용액 배출포트는 전극부(100)의 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)에 형성된 전극용액 배출구(미도시)와 연통되어 제1, 제2 엔드 플레이트(110,120)로부터 전극용액(ES)이 외부로 배출되도록 할 수 있다.

한편, 도 9를 참조하면, 복수 개의 이온 교환막부(200) 및 전극부(100)가 서로 교대로 적층 배열되는 경우, 서로 인접하게 위치된 전극부(100)는 전극봉(119a)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

이때, 서로 인접하게 위치된 전극부(100)의 사이는 전극용액 공급포트(419)를 통해 전극부(100)로 공급된 전극용액(ES) 내의 이온이 서로 간섭되지 않도록 분리되도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 최상부에 마련되는 전극부(100)의 전극이 애노드(양극)이면 그 다음에 위치된 전극부(100)의 전극은 캐소드(음극)이며, 캐소드로 형성되는 전극부(100)와 인접하게 위치된 전극부(100)의 전극은 애노드일 수 있다.

이때, 캐소드로 형성되는 전극부(100)와 인접하게 위치되며 애노드로 형성되는 전극부(100)는 그 사이에 별도로 마련된 격리막(미도시) 등을 통해 서로 격리되어 각 전극부(100)의 전극별로 구분되어 전극용액이 혼합되지 않고 공급되도록 할 수 있다.

한편, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 염분차 발전장치(30)를 전술한 실시예들과 상이한 점을 중심으로 설명한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 염분차 발전장치(30)는 하우징(4001)을 제외하고, 전술한 제1 실시예와 동일하므로, 그 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 도면부호를 부여하였으며, 그에 대한 설명은 전술한 실시예를 준용하기로 한다.

도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 하우징(4001)은 내부에 중공이 형성되는 원형의 형태로 마련될 수 있다.

이때, 하우징(4001)의 내부에는 이온 교환막부(200), 전극부 및 실링부재(300)가 결합되어 사각형 형태를 가지는 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300)가 결합된 형태의 스택이 위치될 수 있다.

한편, 하우징(4001)의 상단부에는 둘레를 따라 적어도 하나의 안착홈(4002)이 마련될 수 있다.

안착홈(4002)은 하우징(4001)의 상단부의 외측면에서 내측으로 함몰 형성된다.

이에 따라, 스택이 하우징(4001)의 내부에 위치될 때, 함몰 형성된 안착홈(4002)에 의해 스택이 안정적으로 놓인 상태로 하우징(4001)과 결합되도록 할 수 있다.

참고로, 하우징(4001)은 상부 및 하부가 개방된 형태를 가지는 원기둥의 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

하우징(4001)에는 제1 용액(SW)이 유입되는 제1 용액 유입포트(4005) 및 제1 용액 유입포트(4005)를 통해 유입된 제1 용액(SW)이 외부로 배출되도록 하는 제1 용액 배출포트(미도시)가 마련될 수 있다.

또한, 하우징(4001)에는 제2 용액(FW)이 유입되는 제2 용액 유입포트(4006) 및 제2 용액 유입포트(4006)를 통해 유입된 제2 용액(FW)이 외부로 배출되도록 하는 제2 용액 배출포트(미도시)가 마련될 수 있다.

또한, 하우징(4001)에는 전극용액(ES)가 유입되는 전극용액 유입포트(407)가 하나 이상으로 형성되고, 전극용액 유입포트(407)로 유입된 전극용액이 외부로 배출되도록 하는 전극용액 배출포트(미도시)가 형성될 수 있다.

이와 같이, 하우징(4001)의 상부 및 하부가 모두 개방되는 경우, 하우징(4001)의 내부에 스택이 결합되고 난 이후에 개방된 하우징(4001)의 상부 및 하부는 폐쇄되는 것이 필요하다.

이를 위해, 하우징(4001)의 상부 및 하부 각각에는 하우징 커버(4003)가 결합될 수 있다.

하우징 커버(4003)는 일면이 평평한 원형의 플레이트 형태로 형성될 수 있다.

이때, 하우징 커버(4003)의 일부분에는 전극부(100)에 삽입된 전극봉(미도시)이 외부로 노출되도록 하기 위한 전극봉 삽입홀(4004)이 관통 형성될 수 있다.

참고로, 전극봉 삽입홀(4004)은 하우징(4001)의 상부에만 형성될 수도 있고, 하우징(4001)의 상부 및 하부에 모두 형성될 수도 있다.

한편, 도 12 내지 도 18을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 염분차 발전장치(10,20,30)는 모듈화될 수 있다.

구체적으로, 도 12 내지 도 15를 참조하면, 염분차 발전장치는 이온 교환막부(200), 전극부(100) 및 실링부재(300,3000) 모두 결합된 상태에서 외측면에 하우징까지 함께 결합되어 하나의 단위 스택(1000,2000)을 형성할 수 있다.

이때, 단위 스택(1000,2000)은 복수 개로 마련될 수 있고, 복수 개로 마련된 단위 스택(1000,2000) 각각은 별도로 마련된 케이스(1200)에 각각 결합될 수 있다.

여기서, 단위 스택(1000,2000)은, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이 사각형(또는 사각기둥)의 형태로 마련될 수도 있고, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 원형(또는 원기둥)의 형태로 마련될 수도 있다.

케이스(1200)는 내부가 중공이며, 상부 및 하부를 제외하고 측면이 개방된 형태로 마련될 수 있다.

이에 따라, 도 12 및 도 14에 도시한 바와 같이, 단위 스택(1000,2000)은 카트리지(cartridge) 형태로 케이스(1200)에 넣고 빼기가 쉽도록 형성됨으로써, 단위 스택(1000,2000)의 유지 및 보수가 용이할 수 있다.

여기서, 케이스(1200)의 내부 공간의 크기는 단위 스택(1000,2000)이 삽입될 수 있도록, 단위 스택(1000,2000)의 크기에 맞게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 케이스(1200)의 내부 공간의 크기는 단위 스택(1000,2000)을 케이스(1200)로부터 넣고 빼는 것이 용이하도록 단위 스택(1000,2000)의 면적보다 크게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

즉, 케이스(1200)에는 하나의 단위 스택(1000,2000)이 결합될 수 있는 공간이 마련되고 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)이 유입되며 외부로 유출되도록 하는 적어도 하나의 공동 배관이 형성될 수 있다.

이와 같이, 내부에 단위 스택(1000,2000)이 위치된 하나의 케이스(1200)는 종 방향을 따라 복수 개가 적층 배열되어 하나의 염분차 모듈을 형성할 수 있게 되는 것이다.

참고로, 케이스(1200)는 단위 스택(1000,2000)이 내부에 적층될 수 있는 공간이 마련되며 종 방향으로 긴 길이를 갖도록 형성될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 케이스(1200)의 하단부에는 적어도 하나의 이동부재(1002)가 형성될 수 있다.

이동부재(1002)는 일반적인 형태의 바퀴(wheel) 일 수 있다. 이동부재(1002)가 케이스(1200)의 하단부에 형성됨에 따라 모듈 형태의 염분차 모듈의 이동이 용이하게 될 수 있다.

한편, 케이스(1200)에는 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)이 공급되어 각각의 단위 스택(1000,2000)으로 유입되도록 하거나, 단위 스택(1000,2000)으로부터 배출된 제1 용액(SW) 및 제2 용액(FW)을 외부로 배출시키도록 하는 적어도 하나의 공동배관이 형성될 수 있다.

공동 배관은 제1 용액 유입배관(1310), 제1 용액 배출배관(1312), 제2 용액 유입배관(1320) 및 제2 용액 배출배관(1322)을 포함할 수 있다.

제1 용액 유입배관(1312)은 적층된 케이스(1200)의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 제1 단위 공급포트(1003,2003)와 연결되어 외부로부터 공급된 제1 용액(SW)이 단위 스택(1000,2000)으로 유입되도록 할 수 있다.

제1 용액 배출배관(1312)은 제1 용액 유입배관(1310)에 대응하여 적층된 케이스(1200)의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 제1 단위 배출포트(미도시)와 연결되어 단위 스택(1000,2000)으로 유입된 제1 용액(SW)이 외부로 배출되도록 할 수 있다.

제2 용액 유입배관(1320)은 적층된 케이스(1200)의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 제2 단위 공급포트(1004,2004)와 연결되어 단위 스택(1000,2000)으로 외부로부터 공급된 제2 용액(FW)이 단위 스택(1000,2000)으로 유입되도록 할 수 있다.

제2 용액 배출배관(1322)은 제2 용액 유입배관(1320)에 대응하여 적층된 케이스(1200)의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 제2 단위 배출포트(미도시)와 연결되어 단위 스택(1000,2000)으로 유입된 제2 용액(FW)이 외부로 배출되도록 할 수 있다.

여기서, 제1 용액 공급배관(1310), 제1 용액 배출배관(1312), 제2 용액 공급배관(1320) 및 제2 용액 배출배관(1322)은 케이스(1200)의 모서리 4개소에 각각 마련될 수 있다.

제1 용액 공급배관(1310), 제1 용액 배출배관(1312), 제2 용액 공급배관(1320) 및 제2 용액 배출배관(1322)은 양 단부가 개방된 형태로 형성될 수 있다.

다만, 케이스(1200)의 하단부에 형성된 제1 용액 공급배관(1310), 제1 용액 배출배관(1312), 제2 용액 공급배관(1320) 및 제2 용액 배출배관(1322)은 일단부가 폐쇄된 형태로 형성될 수 있다.

여기서, 케이스(1200)에 각각 마련된 제1 용액 공급배관(1310)은 적층된 케이스(1200)의 종 방향으로 연통되고, 케이스(1200)에 각각 마련된 제1 용액 배출배관(1312)도 적층된 케이스(1200)의 종 방향으로 연통될 수 있다.

또한, 케이스(1200)에 각각 마련된 제2 용액 공급배관(1320)은 적층된 케이스(1200)의 종 방향으로 연통되고, 케이스(1200)에 각각 마련된 제2 용액 배출배관(1322)도 적층된 케이스(1200)의 종 방향으로 연통될 수 있다.

한편, 케이스(1200)의 상측 및 하측에는 적어도 하나의 전극봉(1009a)이 마련될 수 있다.

또한, 케이스(1200)의 상측 및 하측에는 전극용액 유입구(1330) 및 전극용액 배출구(1332)가 형성될 수 있다.

전극용액 유입구(1330)는 단위 스택(1000,2000)이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 단위 전극용액 공급포트(미도시)와 연결되어 공급된 전극용액(ES)이 단위 스택(1000,2000)의 각 전극부(100)로 유입되도록 할 수 있다.

전극용액 배출구(1332)는 전극용액 유입구(1330)에 대응하여 단위 스택(1000,2000)이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택(1000,2000)에 마련된 단위 전극용액 배출포트(미도시)와 연결되어 단위 스택(1000,2000)의 전극부(100)로 유입된 전극용액(ES)이 외부로 배출되도록 할 수 있다.

한편, 도 13 및 도 15에 도시한 바와 같이, 케이스(1200)의 외측면에는 하우징(1401,1402,1403,1404)이 결합될 수 있다.

하우징(1401,1402,1403,1404)은 내부에 단위 스택(1000,2000)적층 배열된 케이스(1200)의 외측면 전체를 덮도록 적어도 일면이 평평하게 형성될 수 있다.

하우징(1401,1402,1403,1404)은 적어도 4개로 분할되어 형성될 수 있다.

여기서, 4개로 분할 형성된 하우징(1401,1402,1403,1404)의 종 방향 길이는 염분차 발전모듈, 즉 케이스(1200)의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성될 수 있다.

한편, 4개로 분할 형성된 하우징(1401,1402,1403,1404)의 횡 방향 길이는 서로 다르게 형성될 수 있다.

예를 들어, 4개로 분할 형성된 하우징(1401,1402,1403,1404) 중에서 서로 마주보는 2개의 제1 하우징(1401) 및 제3 하우징(1403)의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 제2 하우징(1402) 및 제4 하우징(1404)의 횡 방향 길이보다 짧은 길이로 형성될 수 있다.

이에 따라, 제2 하우징(1402) 및 제4 하우징(1404)의 일면이 제1 하우징(1401) 및 제3 하우징(1403)의 모서리를 덮은 상태에서 결합되기 때문에, 4개로 분할된 하우징(1401,1402,1403,1404)의 마감 및 실링이 효과적으로 수행될 수 있다.

또한, 도면에 도시하지 않았지만, 케이스(1200)와 각각의 하우징(1401,1402,1403,1404) 사이에는 케이스(1200)와 하우징(1401,1402,1403,1404) 사이의 실링을 위한 가스켓(미도시) 또는 오링이 마련될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 16 및 도 17을 참조하면, 케이스(1200)는 전극용액 격리부(1500)를 더 포함할 수 있다.

전극용액 격리부(1500)는 케이스(1200)에 형성된 전극용액 유입구(1330)를 통해 케이스(1200)에 위치된 각각의 단위 스택(1000,2000)으로 공급된 전극용액(ES)이 인접하게 위치된 다른 단위 스택(1000,2000)으로 유입되지 않도록 할 수 있다.

이때, 도 16의 A 부분과 같이, 전극용액 격리부(1500)는 최상단 케이스(1200)에 위치된 단위 스택(1000,2000)과 케이스(1200) 사이에 마련되거나, 도 16의 B 부분과 같이, 서로 인접하게 위치된 단위 스택(1000,2000)과 케이스(1200) 사이에 마련될 수 있다.

참고로, 도면에는 도시하지 않았지만, 전극용액 격리부(1500)는 최하단 케이스(1200)에 위치된 단위 스택(1000,2000)과 케이스(1200) 사이에 마련될 수도 있다.

일예로, 도 17의 (A)에 도시한 바와 같이, 전극용액 격리부(1500)는 적어도 하나의 제1 부재(1510), 한 쌍의 제2 부재(1520) 및 하나의 제3 부재(1530)를 포함할 수 있다.

제1 부재(1510)는 케이스(1200)의 내부에 마련되며, 하나의 단위 스택(1000,2000)의 일면, 즉 단위 스택(1000,2000)의 전극부(100)의 엔드 플레이트(110,120)에 형성되는 전극홀(1019,2019)과 접촉되도록 마련될 수 있다.

제1 부재(1510)는 원형의 볼(ball) 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 전극홀(1019,2019)의 단면 형상에 따라 달라질 수 있다.

제2 부재(1520)는 케이스(1200)의 내부에 한 쌍으로 마련될 수 있다.

이때, 한 쌍의 제2 부재(1520) 중에서 어느 하나는 제1 부재(1510)와 결합되고, 다른 하나는 제1 부재(1510)와 소정 간격 이격되되 전극봉(1009a)과 접촉되도록 마련될 수 있다.

제2 부재(1520)는 일면, 바람직하게는 양면이 평평하게 형성된 플레이트(plate)의 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제3 부재(1530)는 한 쌍의 제2 부재(1520) 사이에 마련되어 제1 부재(1510)와 먼 위치에 위치된 하나의 제2 부재(1520)와 접촉되는 전극봉(1009a)을 제1 부재(1510)와 가깝게 위치된 다른 하나의 제2 부재(1520)에 대해 탄성 지지할 수 있다.

이를 위해, 제3 부재(1530)는 탄성을 가진 소재로 마련될 수 있으며, 스프링(spring)으로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 케이스(1200)에 마련된 전극용액 격리부(1500)에 의해 케이스(1200)에 대해 횡 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다.

다른 일예로, 도 17의 (B)에 도시한 바와 같이, 전극용액 격리부(1500)는 한 쌍의 제1 부재(1510), 한 쌍의 제2 부재(1520) 및 하나의 제3 부재(1530)를 포함할 수 있다.

제1 부재(1510)는 한 쌍으로 마련될 수 있다.

이때, 한 쌍의 제1 부재(1510)는 두 개의 인접한 단위 스택(1000,2000) 사이에 위치된 케이스(1200)의 내부에 소정 간격으로 이격되어 마련되며, 서로 인접하게 마련된 각각의 단위 스택(1000,2000)의 일면에 형성된 전극홀(1019,2019)과 각각 접촉되도록 마련될 수 있다.

제1 부재(1510)는 원형의 볼(ball) 형태로 형성되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 전극홀(1019,2019)의 단면 형상에 따라 달라질 수 있다.

이때, 한 쌍의 제2 부재(1520)는 한 쌍의 제1 부재(1510)와 각각 접촉되며, 케이스(1510)의 내부에 소정 간격 이격되어 마련될 수 있다.

여기서, 하나의 제1 부재(1510)와 하나의 제2 부재(1520)는 일체로 형성될 수도 있고, 다른 하나의 제1 부재(1510)와 다른 하나의 제2 부재(1520)도 일체로 형성될 수도 있다.

제3 부재(1530)는 한 쌍의 제2 부재(1520)의 사이에 마련되어 서로 이격된 상태로 마련된 하나의 제1 부재(1510)와 하나의 제2 부재(1520) 및 다른 하나의 제1 부재(1510)와 다른 하나의 제2 부재(1520) 사이를 탄성 지지할 수 있다.

이와 같이, 서로 인접하게 마련된 각각의 단위 스택(1000,2000)은 케이스(1200)에 대해 각각 횡 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다.

한편, 도 18에 도시한 바와 같이, 모듈화되어 염분차 발전모듈의 형태로 형성되는 경우, 필요한 모듈의 개수만큼 조합하여 사용할 수도 있다.

도 18에는 염분차 발전모듈이 36개가 조합된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 그 개수는 달라질 수 있다.

상기한 구성에 의하여 본 발명의 실시예들에 따른 역전기투석 염분차 발전장치(10,20,30)의 조립 구조를 개선하여 염분차 발전장치의 실링 불완전성을 개선함으로써 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

더욱이, 본 발명의 역전기투석 염분차 발전장치(10,20,30)는, 조립 편의성이 크게 향상되어, 조립 시 소요되는 부품의 과다 사용을 방지할 수 있어서 역전기투석 염분차 발전장치(10,20,30)의 제작 비용을 대폭 절감할 수 있고, 이를 통해 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10, 20, 30: 염분차 발전장치
100: 전극부
110: 제1 엔드 플레이트
115: 제1 분리막
1151: 제1 전극
120: 제2 엔드 플레이트
125: 제2 분리막
1251: 제2 전극
200: 이온 교환막부
210: 양이온 교환막
212: 음이온 교환막
214: 제1 유로
216: 제2 유로
300, 3000: 실링부재
401 ~ 408: 제1, 제2, 제3, 제4 하우징
1000, 2000: 단위 스택
1200: 케이스
4001: 하우징

Claims

복수 개의 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교차되어 적층 배열되고, 서로 인접하게 위치된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 일측 사이에는 제1 용액이 유동하는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되며, 서로 인접하게 위치된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 타측 사이에는 제1 용액보다 낮은 농도의 제2 용액이 유동하는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 이온 교환막부;
전극봉이 관통되고 내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되며 이온 교환막부의 상단부 및 하단부에 결합되는 전극부; 및
내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되는 실링부재;
를 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제1항에 있어서,
실링부재는 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리와 소정 간격 이격된 상태로 결합되고,
실링부재와 이온 교환막부 및 전극부 사이에는 실링재가 충전되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제2항에 있어서,
이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리에는 하나 이상의 이온 교환막부 장착홈 및 전극부 장착홈이 마련되며,
전극부와 이온 교환막부가 결합된 상태에서 이온 교환막부의 장착홈 및 전극부의 장착홈은 서로 연통되고,
실링부재는 이온 교환막부 모서리 및 전극부 모서리와 소정 간격 이격된 상태에서 이온 교환막부 모서리 및 전극부 모서리를 둘러싸도록 이온 교환막부의 장착홈 및 전극부의 장착홈에 삽입되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제3항에 있어서,
실링부재는,
적어도 하나의 모서리가 미형성된 사각형의 형태로 형성되고,
모서리가 미형성된 부분은 실링부재가 이온 교환막부 장착홈 및 전극부 장착홈에 결합되도록 하기 위한 결합부로 마련되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제4항에 있어서,
이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서, 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에는 적어도 일면이 평평하게 형성된 하우징이 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제5항에 있어서,
하우징은 적어도 4개로 분할되어 형성되고,
4개로 분할 형성된 하우징 중에서 서로 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 크게 형성된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제6항에 있어서,
하우징에는,
제1 유로로 제1 용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제1 공급포트;
제1 공급포트로 유입된 제1 용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제1 배출포트;
제2 유로로 제2 용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 제2 공급포트; 및
제2 공급포트로 유입된 제2 용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 제2 배출포트를 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제7항에 있어서,
하우징에는,
전극부로 전극 용액을 공급하도록 마련된 적어도 하나의 전극용액 공급포트; 및
전극부로 공급된 전극 용액이 외부로 배출되도록 마련된 적어도 하나의 전극용액 배출포트가 마련된, 역전기투석 염분차 발전장치.
제1항에 있어서,
전극부는,
이온 교환막부의 일측면에 장착되고, 내부에 제1 전극 및 제1 분리막이 위치되며 실링부재와 결합되는 제1 전극부 장착홈이 모서리를 따라 복수 개로 마련되는 제1 엔드 플레이트; 및
이온 교환막부의 타측면에 장착되고, 내부에 제2 전극 및 제2 분리막이 위치되며 실링부재가 결합되는 제2 전극부 장착홈이 모서리를 따라 복수 개로 마련되는 제2 엔드 플레이트를 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제9항에 있어서,
제1 엔드 플레이트에는,
제1 전극 및 제1 분리막이 배치되도록 일면이 내측으로 함몰된 제1 함몰부가 형성되고,
제1 전극이 장착된 상태에서 제1 엔드 플레이트의 상면에는 제1 분리막이 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제10항에 있어서,
제1 엔드 플레이트의 제1 함몰부에는 제1 스페이서가 추가로 마련되고,
제1 스페이서는 제1 전극과 제1 분리막 사이에 위치되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제9항에 있어서,
제2 엔드 플레이트에는,
제2 전극 및 제2 분리막이 배치되도록 일면이 내측으로 함몰된 제2 함몰부가 형성되고,
제2 전극이 장착된 상태에서 제2 엔드 플레이트의 상면에는 제2 분리막이 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제12항에 있어서,
제2 엔드 플레이트의 제2 함몰부에는 제2 스페이서가 추가로 마련되고,
제2 스페이서는 제2 전극과 제2 분리막 사이에 위치되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제10항 또는 제12항에 있어서,
제1, 제2 분리막은,
제1, 제2 엔드 플레이트의 상면을 덮은 상태에서 제1, 제2 엔드 프레이트의 측면 일부를 감싸도록 제1, 제2 엔드 플레이트의 면적보다 크게 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제14항에 있어서,
제1, 제2 엔드 플레이트의 제1, 제2 전극부 장착홈은,
제1, 제2 엔드 프레이트의 외측면보다 내측으로 인입 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제1항에 있어서,
양이온 교환막 및 음이온 교환막의 양단부 각각에는 적어도 하나의 가스켓이 장착되고,
가스켓은 제1 용액 및 제2 용액이 유동하는 제1 유로 및 제2 유로를 형성하도록 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 양단부에 서로 교차되도록 마련되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제16항에 있어서,
양이온 교환막 및 음이온 교환막 각각에는 적어도 하나의 제1 이온 교환막부 장착홈 및 제2 이온 교환막부 장착홈이 형성되고,
가스켓은 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 각각에 제1, 제2 이온 교환막부 장착홈이 형성되지 않은 부분에 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제17항에 있어서,
제1, 제2 이온 교환막부 장착홈은,
양이온 교환막 및 음이온 교환막의 외측면보다 내측으로 인입 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제18항에 있어서,
이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합되어 하나의 스택을 형성하며,
스택의 외형은 하나의 사각형의 형태를 형성하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제19항에 있어서,
하우징은 중공이 형성되는 원형의 형태로 마련되고,
하우징의 내부에는 사각형 형태의 스택이 위치되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제20항에 있어서,
하우징의 상단부에는 하우징의 둘레를 따라 적어도 하나의 안착홈이 마련되고,
스택이 하우징의 중공부에 위치될 때 안착홈에 놓인 상태로 하우징과 결합되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제21항에 있어서,
스택이 하우징의 중공부에 결합된 상태에서 하우징의 상단부 및 하단부 각각에는 하우징의 상단부 및 하단부를 개폐하기 위한 하우징 커버가 마련되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
복수 개의 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교차되어 적층 배열되고, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 일측면 사이에는 제1 용액이 유동하는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되며, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 타측면 사이에는 제1 용액보다 낮은 농도의 제2 용액이 유동하는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 이온 교환막부;
내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되고, 스택의 상단부 및 하단부와 결합되는 전극부; 및
내부가 중공으로 마련되고 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되며, 복수 개가 마련되는 실링부재;
를 포함하고,
이온 교환막부 및 전극부 각각은 복수 개로 마련되어 교차되어 적층 배열되며,
실링부재는 적층 배열된 복수 개의 이온 교환막부 및 전극부의 모서리를 한 꺼번에 감싸도록 마련된, 역전기투석 염분차 발전장치.
제23항에 있어서,
이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 결합되는 하우징을 더 포함하고,
하우징은 적어도 일면이 평평한 형태로 마련되며 적어도 4개로 분할되어 형성되되,
4개로 분할 형성된 하우징의 종 방향 길이는 서로 결합된 상태에서 적층 배열된 이온 교환막부 및 전극부의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성되며,
4개로 분할 형성된 하우징 중에서 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 긴 길이로 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제24항에 있어서,
하우징 각각에는,
제1 유로로 제1 용액을 공급하도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 적어도 복수 개의 제1 공급포트;
제1 공급포트로 유입된 제1 용액이 외부로 배출되도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 적어도 2 개의 제1 배출포트;
제2 유로로 제2 용액을 공급하도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 복수 개의 제2 공급포트; 및
제2 공급포트로 유입된 제2 용액이 외부로 배출되도록 마련되며 포트 연결부재에 의해 서로 연통되는 복수 개의 제2 배출포트를 포함하고,
2개의 제1 공급포트, 2개의 제2 공급포트, 2개의 제1 배출포트 및 제2 배출포트 각각은 하나의 포트 연결부재에 의하여 서로 연통되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제25항에 있어서,
하우징에는,
스택의 전극부 각각으로 전극 용액을 공급하도록 마련된 하나 이상의 전극용액 공급포트; 및
전극용액 공급포트를 통해 공급된 전극 용액이 외부로 배출되도록 마련된 복수 개의 전극용액 배출포트를 포함하고,
전극용액 공급포트 및 전극용액 배출포트의 각각은 전극부와 연결되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제26항에 있어서,
서로 인접하게 위치된 전극부는 전극봉에 의해 전기적으로 연결되도록 하며,
서로 인접하게 위치된 전극부의 사이는 전극용액 공급포트를 통해 전극부로 공급된 전극용액 내의 이온이 서로 간섭되지 않도록 분리되도록 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
복수 개의 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교차되어 적층 배열되고, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 일측면 사이에는 제1 용액이 유동하는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되며, 서로 인접하게 배열된 양이온 교환막 및 음이온 교환막의 타측면 사이에는 제1 용액보다 낮은 농도의 제2 용액이 유동하는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 이온 교환막부;
내부에는 적어도 하나의 전극 및 분리막이 마련되고, 이온 교환막부의 상단부 및 하단부에 각각 결합되는 전극부;
내부가 중공으로 마련되며 이온 교환막부 및 전극부의 각 모서리를 에워싸는 형태로 결합되는 실링부재; 및
이온 교환막부, 전극부 및 실링부재가 결합된 상태에서 이온 교환막부, 전극부 및 실링부재의 외측면에 각각 결합되는 하우징;
을 포함하고,
전극부, 이온 교환막부, 실링부재 및 하우징이 함께 결합된 형태의 단위 스택을 형성하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제28항에 있어서,
적어도 하나의 단위 스택이 결합되는 공간이 마련되며 제1 용액 및 제2 용액이 유입되어 외부로 유출되는 적어도 하나의 공동배관이 형성되는 케이스를 더 포함하며,
하나의 단위 스택은 하나의 케이스에 결합되고,
내부에 단위 스택이 위치된 하나의 케이스가 종 방향을 따라 적층 배열되어 하나의 염분차 모듈로 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제29항에 있어서,
공동 배관은,
적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제1 단위공급포트와 연결되는 제1 용액 유입배관;
제1 용액 유입배관에 대응하여 복수 개의 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제1 단위 배출포트와 연결되는 제1 용액 배출배관;
적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제2 단위 공급포트와 연결되는 제2 용액 유입배관; 및
제2 용액 유입배관에 대응하여 적층된 케이스의 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 제2 단위 배출포트와 연결되는 제2 용액 유출배관을 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제30항에 있어서,
케이스의 상측 및 하측에는 적어도 하나의 전극봉이 마련되고,
단위 스택이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 단위 전극용액 공급포트와 연결되는 전극용액 유입구; 및
전극용액 유입구에 대응하며 단위 스택이 적층 배열된 종 방향을 따라 마련되며, 단위 스택에 마련된 단위 전극용액 배출포트와 연결되는 전극용액 배출구를 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제31항에 있어서,
케이스는,
전극용액 유입구를 통해 케이스에 위치된 각각의 단위 스택으로 공급된 전극 용액이 인접하게 위치된 다른 단위 스택으로 유입되지 않도록 하는 전극용액 격리부를 더 포함하는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제32항에 있어서,
전극용액 격리부는,
케이스의 내부에 마련되며, 하나의 단위 스택의 일면에 형성된 전극홀과 접촉되는 적어도 하나의 제1 부재;
케이스의 내부에 마련되며 어느 하나는 제1 부재와 결합되고 다른 하나는 제1 부재와 소정 간격 이격되되 전극봉과 접촉되도록 마련된 한 쌍의 제2 부재; 및
한 쌍의 제2 부재 사이에 마련되어 제1 부재와 먼 위치에 위치된 하나의 제2 부재와 접촉되는 전극봉을 제1 부재와 가깝게 위치된 다른 하나의 제2 부재에 대해 탄성 지지하는 제3 부재를 포함하고,
하나의 단위 스택이 케이스에 대해 횡 방향으로 이동 가능하게 마련되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제32항에 있어서,
전극용액 격리부는,
두 개의 단위 스택 사이에 위치된 케이스의 내부에 마련되며, 서로 인접하게 마련된 각각의 단위 스택의 일면에 형성된 전극홀과 각각 접촉되도록 마련된 한 쌍의 제1 부재;
케이스의 내부에 마련되며 한 쌍의 제1 부재와 각각 결합되는 한 쌍의 제2 부재; 및
한 쌍의 제2 부재 사이에 마련되며 한 쌍의 제2 부재 사이를 탄성 지지하는 제3 부재를 포함하고,
하나의 케이스와 인접하게 위치된 두 개의 단위 스택은 케이스를 기준으로 횡 방향으로 이동 가능하게 마련되는, 역전기투석 염분차 발전장치.
제33항 또는 제34항에 있어서,
적층 배열된 케이스의 외측면에는 적어도 일면이 평평하게 형성된 하우징이 결합되며,
하우징은 적어도 4개로 분할되어 형성되고,
4개로 분할 형성된 하우징의 종 방향 길이는 염분차 발전모듈의 종 방향 길이와 동일한 길이로 형성되며,
4개로 분할 형성된 하우징 중에서 서로 마주보는 2개의 하우징의 횡 방향 길이는 나머지 2개의 하우징의 횡 방향 길이보다 긴 길이로 형성되는, 역전기투석 염분차 발전장치.