KR20230142065A - Cdi 방식의 조립적층식 수처리 장치 - Google Patents

Cdi 방식의 조립적층식 수처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CDI(Capacitive Deionization, 축전식 탈염) 방식의 조립적층식 수처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 내부에 전극판이 형성된 복수 개의 플레이트가 서로 체결되는 형태로 적층되어 하나의 수처리장치를 구성함으로써 전극판의 밀폐를 위한 별도의 케이스가 불필요하여 수처리 장치의 제조비용을 현저하게 절감할 수 있으며, 특히, 각각의 플레이트에 실리콘패킹을 형성하여 플레이트가 적층되는 과정에서 안정적인 수밀유지를 보장할 수 있을 뿐만 아나라 적층되는 플레이트의 수를 조절하는 단순한 과정을 통하여 수처리장치의 처리용량을 조절할 수 있어 수처리장치의 설치현장에 알맞은 처리용량의 수처리장치를 제공할 수 있어 최적의 전력사용량을 제공할 수 있어 전력사용을 최소화하면서도 안정적인 수처리를 보장할 수 있는 새로운 형태의 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치에 관한 것이다.

Description

CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치{CDI-type prefabricated stacked water treatment device}
본 발명은 CDI(Capacitive Deionization, 축전식 탈염) 방식의 조립적층식 수처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 내부에 전극판이 형성된 복수 개의 플레이트가 서로 체결되는 형태로 적층되어 하나의 수처리 장치를 구성함으로써 전극판의 밀폐를 위한 별도의 케이스가 불필요하여 수처리 장치의 제조비용을 현저하게 절감할 수 있으며, 특히, 각각의 플레이트에 실리콘패킹을 형성하여 플레이트가 적층되는 과정에서 안정적인 수밀유지를 통한 전극판의 효율성을 보장할 수 있을 뿐만 아나라 적층되는 플레이트의 수를 조절하는 단순한 과정을 통하여 수처리 장치의 처리용량을 조절할 수 있어 수처리 장치의 설치현장에 알맞은 처리용량의 수처리 장치를 제공할 수 있어 최적의 전력사용량을 제공할 수 있어 전력사용을 최소화하면서도 안정적인 수 처리를 보장할 수 있는 새로운 형태의 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치에 관한 것이다.
축전식 탈염(Capacitive Deionization, CDI) 기술은 하전된 전극 계면에 형성되는 전기이중층(Electric Double Layer, EDl)에서 이온의 흡착 및 탈착 과정을 통해 원수에 포함된 이온성 불순물을 제거하는 기술이다.
구체적으로는, 원수의 전기분해반응이 일어나지 않는 전위 범위 내에서 전압을 인가하면, 전극에는 일정한 전하가 하전된다. 이렇게 하전된 전극에 이온을 포함하는 원수인 염수(brine water)를 통과시키면 하전된 전극과 반대 전하를 갖는 원수 내 이온들이 정전기적 인력에 의해 각각의 전극으로 이동하여 전극 표면에 흡착되고, 전극을 통과한 물은 이온이 제거된 순수(desalinated water)가 된다.
이때, 전극에 흡착되는 이온의 양은 전극의 정전용량(Capacitance)에 따라 결정되므로, CDI에 사용되는 전극은 일반적으로 비표면적이 큰 다공성 탄소전극(Carbon Electrode)이 사용된다.
한편, 전극의 흡착용량이 포화되면 더 이상의 이온을 흡착할 수 없게 되어 유입수의 이온들이 그대로 유출수에 포함되어 배출될 수 있다. 따라서 전극에 흡착된 이온들을 탈착시키기 위해 흡착량이 포화된 전극들을 쇼트(short) 시키거나 전극에 흡착 전위와 반대 전위를 인가함으로써 흡착된 이온들을 빠르게 탈착시키는 전극의 재생을 수행하게 된다.
이와 같이 CDI 기술은 전극의 전위를 변화시켜서 흡착과 탈착이 이루어지기 때문에, 공정의 운전이 매우 간편하고 탈염 과정에서 환경오염 물질을 배출하지 않는 환경 친화적인 탈염 공정으로 알려져 있다.
상기와 같은 CDI 기술을 이용한 수처리 장치와 관련된 종래 기술로 본 출원인에 의하여 선 등록된 특허등록 제10-2115877호(등록일: 2020년 05월 21일) CDI방식의 수 처리를 위한 방수기능과 전극 간 접속효율이 향상된 적층형 전원접속구조를 갖는 수처리 장치는, CDI방식의 수처리 장치에 있어서, 밀폐되며, 내부에 수용공간과 상부에 제1배수공과 제1입수공 및 제1단자노출공이 형성된 외부케이스와, 상기 외부케이스의 내부에 수용된 상태로 밀폐되며 측면에 복수 개의 제2입수공과 상부에 제2배수공 및 제2단자노출공이 형성된 내부케이스와, 상기 외부케이스와, 내부케이스 및 제2배수공과 제2단자노출공의 가장자리에 설치되어 외부케이스의 내부로 유입된 물을 수밀유지함과 동시에 물이 제1입수공으로 유입되어 제2입수공을 통하여 내부케이스로 유입되고 제2배수공과 제1배수공을 통하여 외부로 배출되는 유로를 형성하는 복수 개의 패킹과, 상기 제1, 2단자노출공을 통하여 내부케이스의 내부로 연결되며 양전류와 음전류를 각각 공급하는 단자와, 상기 내부케이스에 수용되고 측면에 한 쌍의 연결공과 중앙부분에 배수구멍이 형성된 흑연극판과, 상기 연결공의 상면에 안착되며 금속재질로 형성되고 하부에 밀착면과 상부에 이웃하는 접지부 또는 단자가 결합되는 결합홈을 갖는 고깔 형태의 접지부와, 중앙부분에 상기 접지부가 끼움되는 끼움공이 형성되며 밀착면을 감싸는 형태로 연결부의 상면에 안착되는 실리콘부를 포함하되, 상기 복수 개의 흑연극판과 접지부 및 실리콘부가 순차적으로 적층되어 실리콘부가 눌림되며 접지부를 수밀유지하는 셀을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또 다른 종래 기술로 특허등록 제10-22111198호(등록일: 2021년 01월 27일)CDI 방식의 수처리 장치는, 양극과 음극으로 이루어지는 전극과 세퍼레이터가 교대로 적층되어 형성되는 전극부와, 상기 전극부를 내부에 수용하며 입수구와 출수구를 구비하는 필터 케이스부와, 상기 전극부에 전력을 공급하는 단자부를 포함하여 구성되며, CDI 방식으로 원수를 정수하는 필터수단, 상기 필터수단의 상기 전극부를 살균하기 위해 상기 원수로부터 살균물질을 생성시키도록 구성된 살균수단; 및 상기 단자부로 공급되는 전력을 제어하는 제어수단을 포함하며, 상기 단자부는 상기 양극으로부터 돌출된 양극탭에 전기적으로 연결되어 상기 양극에 전력을 공급하는 양극 전극단자와, 상기 음극으로부터 돌출된 음극탭에 전기적으로 연결되어 상기 음극에 전력을 공급하는 음극 전극단자를 구비하며, 상기 살균수단은 상기 양극 전극단자와 상기 음극 전극단자 모두에서 살균물질이 생성되도록 상기 양극 전극단자와 상기 음극 전극단자에 각각 코팅되는 루테늄 산화물(RuOx)로 구성되고, 상기 제어수단은 상기 전극부에서 원수를 정수하는 정수모드와, 상기 전극부에서 상기 전극을 재생하는 재생모드와, 상기 전극부에서 세균을 살균하는 살균모드를 수행하도록 구성되며, 상기 정수모드와 상기 재생모드는 상기 입수구로부터 상기 출수구로의 유동이 이루어지는 상태로 수행되고, 상기 살균모드는 상기 입수구로부터 상기 출수구로의 유동이 정체된 상태에서 수행되며, 상기 제어수단은 상기 정수모드, 상기 재생모드 및 상기 살균모드 모두에서 상기 양극 전극단자와 상기 음극 전극단자로 전력이 공급되도록 제어하는 CDI 방식의 수처리 장치이다.
그러나 상기와 같은 구성의 수처리 장치는 모두 적층된 전극판을 케이스 내부에 설치하고 전극단자를 연결한 상태에서 수밀유지하여 하나의 수처리 장치를 구성하는 것으로, 전극판 이외에 케이스의 구성이 필수적으로 요구되어 케이스의 제작을 위한 별도의 비용이 발생되는 문제점이 있으며, 더욱이, 케이스의 크기가 고정됨으로써 수처리장치의 용량을 수처리장치의 설치환경에 알맞은 처리용량으로 조절하여 설치할 수 없어 처리용량을 오버하여 설치함으로써 수처리에 사용되는 전력의 사용량이 증가되는 문제점이 있다.
또한, 기존 설치된 수처리장치의 용량추가가 요구되는 경우 상기와 같은 구조의 수처리장치의 경우 하나의 독립적인 수처리장치를 별도로 설치하고 기존 설치된 수처리 장치와 연결하여 처리용량을 증가해야 함으로써 추가되는 수처리장치로 인한 추가비용이 많이 발생되며 추가되는 수처리장치의 설치를 위한 설치공간이 별도로 요구되는 대단히 복잡한 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-2115877호(등록일: 2020년 05월 21일) "CDI방식의 수처리를 위한 방수기능과 전극 간 접속효율이 향상된 적층형 전원접속구조를 갖는 수처리 장치" 등록특허공보 제10-2211119호(등록일: 2021년 01월 27일) "CDI 방식의 수처리 장치"
본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 내부에 전극판이 형성된 복수 개의 플레이트를 적층하는 형태로 수처리 장치를 형성하여 전극판을 수용하기 위한 별도의 케이스와 같은 구성이 불필요하여 수처리장치의 생산비용을 현저하게 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 플레이트의 가장자리에 형성된 실리콘 패킹의 구성을 통하여 수처리장치를 통하여 정수되는 전극판은 가장자리에 형성된 실리콘 패킹에 의하여 원수가 플레이트 외부로 누수되는 것을 물리적으로 차단할수 있어 안정적인 수처리를 보장할 수 있는 새로운 형태의 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적으로는 상기 DI 방식의 조립적층식 수처리 장치가 내부에 전극판이 형성된 복수 개의 플레이트를 적층하는 형태로 구성되어 수처리가 요구되는 설치환경에 적당한 처리용량으로 수처리장치를 변형시킬 수 있어 현장적용성이 매우 우수함과 동시에 전력의 소모를 최소화할 수 있어 수처리장치의 관리비용을 현저하게 절감할 수 있는 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치를 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자하는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 본 발명의 목적은, CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치에 있어서, 상기 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치는, 플레이트의 내부에 전극판과 실리콘 패킹이 형성된 복수 개의 단위셀을 서로 적층하고 플레이트를 서로 체결하여 원수가 외부로 누수되지 않도록 구성되며, 상기 단위셀은, 양측에 원수가 유입되는 유입공과 수처리된 원수가 배출되는 배출공이 형성되며 내측에 원수가 전극판과 접촉하여 수처리되는 접촉처리공간이 터널로 유입공 및 배출공과 서로 연통되도록 형성되며 가장자리에 복수 개의 걸림쇄기와 체결홈이 형성된 플레이트와, 상기 플레이트의 접촉처리공간에 위치되고 가장자리가 상면에 지지되며 유입공 및 배출공과 동일선상에 위치되는 한 쌍의 제1관통공과 전극관이 관통하는 제2관통공이 형성된 전극판 및, 상기 전극판의 가장자리에 위치되여 접촉처리공간을 통과하는 원수의 누수를 방지하는 실리콘 패킹을 포함하는 것을 특징으로 하는 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치에 의해 달성될 수 있다.
상기 유입공 및 유출공과 접촉처리공간을 연결하는 터널은 원수가 접촉처리공간으로 신속하고 균일하게 유입 또는 배출될 수 있도록 접촉처리공간측으로 점차 넓어지는 방사형으로 형성됨을 특징으로 한다.
상기 플레이트의 접촉처리공간 중앙부분에 형성되어 접촉처리공간을 구획하며 플레이트의 변형을 방지하고 전극판의 늘어짐을 방지하여 수처리공간을 유지하기 위한 지지바를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 플레이트의 접촉처리공간 가장자리에 형성되며 실리콘 패킹의 일부가 끼움되어 설치위치를 고정하는 끼움홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치는 플레이트는 내부에 원수가 이동할 수 있는 유로를 형성하고 전극판과 접촉할 수 있는 수처리공간을 최대한으로 제공할 수 있어 컴팩트한 외형을 갖으면서도 높은 수처리용량을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전극판이 형성된 복수 개의 플레이트를 적층하는 형태로 수처리 장치를 형성하여 적층된 플레이트가 수처리장치의 하우징 역활을 병행함으로써 전극판을 수용하기 위한 별도의 케이스와 같은 구성이 불필요하여 수처리장치의 생산비용을 현저하게 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 플레이트의 가장자리에 형성된 실리콘 패킹의 구성을 통하여 수처리장치를 통하여 정수되는 전극판은 가장자리에 형성된 실리콘 패킹에 의하여 원수가 플레이트 외부로 누수되는 것을 물리적으로 차단할수 있는 효과가 있다.
또한, 내부에 전극판이 형성된 복수 개의 플레이트가 적층되는 형태로 구성되어 수처리가 요구되는 설치환경에 적당한 처리용량으로 수처리장치를 변형시킬 수 있어 현장적용성이 매우 우수함과 동시에 전력의 소모를 최소화할 수 있어 수처리장치의 유지 관리비용을 현저하게 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 수처리장치의 구성이 내부에 전극판이 형성된 복수 개의 플레이트를 적층하여 연결하는 단순한 구성으로 이루어져 제작에 소요되는 비용을 현저하게 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 전체적으로 슬림하고 콤펙트한 외형을 갖음으로서 수처리장치의 취급 및 유지관리가 용이한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치의 사시도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치의 배면사시도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치 중 단위셀의 분해 사시도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치 중 단위셀의 결합형태를 보인 사시도
도 5는 도 4의 A부분의 확대도
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치 중 단위셀의 평면도
도 7은 도 6은 B-B선 단면도
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치의 적층된 상태의 단면도
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
첨부된 도면 중 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치의 배면사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치 중 단위셀의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치 중 단위셀의 결합형태를 보인 사시도이며, 도 5는 도 4의 A부분의 확대도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치 중 단위셀의 평면도이며, 도 7은 도 6은 B-B선 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치의 적층된 상태의 단면도이다.
본 발명은 CDI(Capacitive Deionization, 축전식 탈염) 방식의 조립적층식 수처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 내부에 전극판이 형성된 복수 개의 플레이트가 서로 체결되는 형태로 적층되어 하나의 수처리장치를 구성함으로써 전극판의 밀폐를 위한 별도의 케이스가 불필요하여 수처리 장치의 제조비용을 현저하게 절감할 수 있으며, 특히, 각각의 플레이트에 실리콘패킹을 형성하여 플레이트가 적층되는 과정에서 안정적인 수밀유지를 보장할 수 있을 뿐만 아나라 적층되는 플레이트의 수를 조절하는 단순한 과정을 통하여 수처리장치의 처리용량을 조절할 수 있어 수처리장치의 설치현장에 알맞은 처리용량의 수처리장치를 제공할 수 있어 최적의 전력사용량을 제공할 수 있어 전력사용을 최소화하면서도 안정적인 수처리를 보장할 수 있는 새로운 형태의 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치에 관한 것이다.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치(A)는, 내측 상면에 전극판(20)과 가장자리로 실리콘 패킹(30)이 형성된 플레이트(10)로 이루어진 단위셀(100) 복수 개가 적층되고, 상기 단위셀(100)의 적층된 상태가 물리적으로 고정되어 하나의 수처리장치(A)를 구성한다.
상기 단위셀(100)은 양측에 원수가 유입되는 유입공(11)과 수처리된 원수가 배출되는 배출공(12)이 형성되며 내측에 원수가 전극판(20)과 접촉하여 수처리되는 접촉처리공간(13)이 유입공(11) 및 배출공(12)과 서로 연통되도록 형성되며 가장자리에 복수 개의 걸림쇄기(14)와 체결홈(15)이 형성된 플레이트(10)와, 상기 플레이트(10)의 상면에 안착되며 흑연으로 이루어진 탄소필름 형태의 전극판(20) 및, 접촉처리공간(13)으로 유입된 원수가 플레이트(10) 외부로 누수되는 것을 방지하기 위하여 전극판(20)의 가장자리에 형성되는 실리콘 패킹(30)으로 구성된다.
또한, 상기 플레이트(10)는 내부에 음전극과 양전극이 관통하는 복수 개의 전극관통공(16)이 형성된다.
또한, 상기 플레이트(10)는 적층되는 과정에서 내부가 중공된 접촉처리공간(13)의 구성에 의하여 뒤틀림이나 휘어짐을 방지하기 위하여 접촉처리공간(13)의 중앙부분에 지지바(17)를 형성하여 접촉처리공간(13)을 분할하여 유입되는 원수가 방사형으로 원활하게 퍼질 수 있도록 유도함과 동시에 플레이트(10)의 상부에 형성되는 전극판(20)이 하중에 의하여 접촉처리공간(13)으로 늘어져 원수의 이동을 방해하는 것을 물리적으로 방지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 유입공(11) 및 유출공(12)은 내부의 접촉처리공간(13)과 터널(111, 121)로 연통되게 형성되어 유입공(11)을 통하여 유입된 원수가 터널(111)을 통하여 접촉처리공간(13)으로 이동되고 전극판(20)과 접촉하여 정수처리된 후 배출공(12)과 연통되는 터널(121)을 통하여 배출공(12)으로 유입되고 배출되는 형태를 갖는다.
또한, 상기 터널(111, 121)은 원수가 접촉처리공간(13)으로 신속하고 균일하게 유입되고 배출될 수 있도록 외측으로 점차 넓어지는 방사형으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 플레이트(10)는 가장자리에 형성된 복수 개의 걸림쇄기(14)와 체결홈(15)의 구성을 통하여 복수 개의 플레이트(10)가 적층된 상태를 견고하게 유지한다.
즉, 도 4에 도시한 바와 같이 사각형태를 갖는 플레이트(10)의 경우 하나의 걸림쇄기(14)와 체결홈(15)을 1개조로하여 1면에 3개조의 걸림쇄기(14)와 체결홈(15)이 형성되어 도시한 바와 같이 4면에 12개조의 걸림쇄기(14)와 체결홈(15)이 형성된다.
또한, 상기 플레이트(10)의 상부 또는 하부에 결합되도록 이웃하는 플레이트(10)는 걸림쇄기(14)와 체결홈(15)의 위치가 서로 바뀌어 형성됨으로써 실질적으로 플레이트(10)의 걸림쇄기(14)가 이웃하는 플레이트(10')의 체결홈(15')에 체결됨으로써 각각의 플레이트(10, 10')는 견고하게 체결되는 것이다.
상기와 같은 플레이트(10)의 체결이 4면에 형성된 걸림쇄기(14)와 체결홈(15)에서 동일하게 체결됨으로써 플레이트 전체가 동일한 체결압력으로 체결됨으로써 내부에 형성된 실리콘 패킹(30)에 동일한 가압력이 가해짐으로써 견고한 수밀유지상태를 유지할 수 있는 특징이 있다.
한편, 상기와 같이 구성된 플레이트(10)는 복수 개의 플레이트가 적층되는 과정에서 가장자리에 형성된 돌출부(191)와 적재홈(192)으로 이루어진 적재수단(19)에 의하여 적재되는 플레이트(10)가 정확하게 수직상태로 적재될 수 있도록 유도됨으로서 걸림쇄기(14)가 체결홈(15)에 체결되는 과정이 원활하게 이루어질 수 있다.
상기 적재수단(19)은 플레이트(10)의 가장자리를 상부로 절곡하여 대략 "ㄴ" 형태의 단면을 갖도록 형성하며 상부에 돌출부(191)와 하부에 상기 돌출부(191)가 끼움되는 적층홈(192)으로 구성된다.
상기와 같은 구성의 적재수단(19)에 의하여 도 8에 도시한 바와 같이 프레이트(10)에 형성된 돌출부(191)가 상부에 적재되는 이웃 플레이트(10')의 적층홈(192')에 끼움됨과 동시에 걸림쇄기(14)가 체결홈(15')에 결합됨으로서 복수 개의 플레이트(10, 10')는 정확한 수직상태로 적층되는 것이다.
상기와 같은 적층과정이 연속 반복적으로 이루어져 설치환경에 맞는 처리용량의 수처리장치를 제공할 수 있는 것이다.
또한, 상기 적재수단(19)의 돌출부(191)와 걸림쇄기(14)가 동일한 높이로 구성되어 플레이트(10)의 적층시 높이의 차이로 인한 부분적인 돌출이나 함몰됨이 없어 플레이트의 적층상태를 견고하게 유지할 수 있는 특징이 있다.
더욱이, 상기 걸림쇄기(14)가 체결홈(15)에 결착되는 과정에서 걸림쇄기(14)가 체결홈(15)의 내부에 형성된 돌출턱(151)에 걸려 체결되는 형태로 이루어져 걸림쇄기(14)가 적층되는 이웃플레이트(10')에 결합되는 과정에서 걸림쇄기(14)의 걸림이 체결홈(15')의 내부에서 이루어짐으로써 상부로 돌출되는 것을 방지하면서도 견고한 체결상태를 보장할 수 있는 것이다.
한편, 상기 접촉처리공간(13)을 밀폐하기 위하여 형성되는 실리콘 패킹(30)의 설치위치를 안정적으로 유지하기 위하여 접촉처리공간(13)의 가장자리로 실리콘 패킹(30)의 일부가 끼움되는 끼움홈(18)을 형성할 수 있다.
상기 전극판(20)은 흑연으로 이루어진 박막의 탄소필름 형태로 구성되며 가장자리에 플레이트(10)의 유입공(11) 및 유출공(12)과 동일선상에 위치되는 제1관통공(21)과 전극관통공(16)과 동일선상에 위치되는 제2관통공(22)이 형성되어 원수가 원활하게 이동할 수 있음과 동시에 음극관(미도시)과 양극관(미도시)가 원활하게 결합될 수 있다.
상기 실리콘 패킹(30)은 플레이트(10)와 이웃하는 플레이트(10')가 밀착되는 과정에서 변형이 가능하도록 신축성을 갖으며, 상부에 복수 개의 돌기(31)를 형성하여 상기 돌기(31)가 각각의 플레이트(10, 10')사이에서 가압되며 변형되어 플레이트(10) 외부로 원수가 누수되지 않도록 한다.
상기와 같이 플레이트(10)의 상부에 전극판(20)과 실리콘 패킹(30)을 형성하여 하나의 단위셀(100)을 형성하고, 상기 단위셀(100)을 설치환경의 수처리 용량에 맞도록 복수 개를 적층하여 하나의 수처리장치(A)를 제공함으로서 전기에너지의 사용을 최소화하면서도 오염된 원수를 안정적으로 처리할 수 있는 특징이 있다.
즉, 단위셀(100)의 상부로 적층되는 이웃 단위셀(100')은 적층되는 과정에서 플레이트(10)에 형성된 적재수단(19)의 구성에 의하여 비틀어짐 없이 정확한 위치로 적층이 유되될 수 있음과 동시에 플레이트(10)의 가장자리로 형성된 복수 개의 걸림쇄기(14)와 체결홈(15)의 결합을 통하여 적층되는 플레이트를 균일한 결합력으로 체결할 수 있어 내부에 가압되는 실리콘 패킹(30) 전체에 동일한 가압력을 제공함으로써 원수가 누수됨이 없이 견고한 수밀상태를 보장할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치는 플레이트는 내부에 원수가 이동할 수 있는 유로를 형성하고 전극판과 접촉할 수 있는 수처리공간을 최대한으로 제공할 수 있어 컴팩트한 외형을 갖으면서도 높은 수처리용량을 제공할 수 있는 특징이 있다.
또한, 전극판이 형성된 복수 개의 플레이트를 적층하는 형태로 수처리 장치를 형성하여 적층된 플레이트가 수처리장치의 하우징 역활을 병행함으로써 전극판을 수용하기 위한 별도의 케이스와 같은 구성이 불필요하여 수처리장치의 생산비용을 현저하게 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 플레이트의 가장자리에 형성된 실리콘 패킹의 구성을 통하여 수처리장치를 통하여 정수되는 전극판은 가장자리에 형성된 실리콘 패킹에 의하여 원수가 플레이트 외부로 누수되는 것을 물리적으로 차단할 수 있는 특징과, 내부에 전극판이 형성된 복수 개의 플레이트가 적층되는 형태로 구성되어 수처리가 요구되는 설치환경에 적당한 처리용량으로 수처리장치를 변형시킬 수 있어 현장적용성이 매우 우수함과 동시에 전력의 소모를 최소화할 수 있어 수처리장치의 유지 관리비용을 현저하게 절감할 수 있는 구성적 특징이 있다.
또한, 수처리장치의 구성이 내부에 전극판이 형성된 복수 개의 플레이트를 적층하여 연결하는 단순한 구성으로 이루어져 제작에 소요되는 비용을 현저하게 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 전체적으로 슬림하고 콤펙트한 외형을 갖음으로서 수처리장치의 취급 및 유지관리가 용이한 특징이 있다.
이상 설명한 바와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 단위셀
10 : 플레이트 11 : 유입공
12 : 배출공 111, 121 : 터널
13 : 접촉처리공간 14 : 걸림쇄기
15 : 체결홈 16 : 전극관통공
17 : 지지바 18 : 끼움홈
19 : 적재수단
20 : 전극판 21 : 제1관통공
22 : 제2관통공
30 : 실리콘 패킹 31 : 돌기

Claims (4)

  1. CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치에 있어서,
    상기 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치(A)는,
    플레이트(10)의 내부에 전극판(20)과 실리콘 패킹(30)이 형성된 복수 개의 단위셀(100)을 서로 적층하고 플레이트(10)를 서로 체결하여 원수가 외부로 누수되지 않도록 구성되며,
    상기 단위셀(100)은, 양측에 원수가 유입되는 유입공(11)과 수처리된 원수가 배출되는 배출공(12)이 형성되며 내측에 원수가 전극판(20)과 접촉하여 수처리되는 접촉처리공간(13)이 터널(111, 121)로 유입공(11) 및 배출공(12)과 서로 연통되도록 형성되며 가장자리에 복수 개의 걸림쇄기(14)와 체결홈(15)이 형성된 플레이트(10)와,
    상기 플레이트(10)의 접촉처리공간(13)에 위치되고 가장자리가 상면에 지지되며 유입공(11) 및 배출공(12)과 동일선상에 위치되는 한 쌍의 제1관통공(21)과 전극관이 관통하는 제2관통공(22)이 형성된 전극판(20) 및,
    상기 전극판(20)의 가장자리에 위치되여 접촉처리공간(13)을 통과하는 원수의 누수를 방지하는 실리콘 패킹(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유입공(11) 및 유출공(12)과 접촉처리공간(13)을 연결하는 터널(111, 121)은 원수가 접촉처리공간(13)으로 신속하고 균일하게 유입 또는 배출될 수 있도록 접촉처리공간(13)측으로 점차 넓어지는 방사형으로 형성됨을 특징으로 하는 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 플레이트(10)의 접촉처리공간(13) 중앙부분에 형성되어 접촉처리공간(13)을 구획하며 플레이트(10)의 변형을 방지하고 전극판의 늘어짐을 방지하여 수처리공간을 유지하기 위한 지지바(17)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 플레이트(10)의 접촉처리공간(13) 가장자리에 형성되며 실리콘 패킹(30)의 일부가 끼움되어 설치위치를 고정하는 끼움홈(18)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDI 방식의 조립적층식 수처리 장치.
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