WO2020032356A1 - Salinity gradient power generation device - Google Patents

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WO2020032356A1
WO2020032356A1 PCT/KR2019/006194 KR2019006194W WO2020032356A1 WO 2020032356 A1 WO2020032356 A1 WO 2020032356A1 KR 2019006194 W KR2019006194 W KR 2019006194W WO 2020032356 A1 WO2020032356 A1 WO 2020032356A1
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WO
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electrode
solution
exchange membrane
flow path
ion exchange
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/006194
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
정남조
황교식
김한기
남주연
최지연
한지형
좌은진
박순철
최영우
양승철
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한국에너지기술연구원
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Publication date
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Priority claimed from KR1020180135384A external-priority patent/KR102133446B1/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/46Apparatus therefor
    • B01D61/463Apparatus therefor comprising the membrane sequence AC or CA, where C is a cation exchange membrane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • the spacer may be formed of a patterned ion exchange membrane having a flow path pattern on the surface of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.
  • the ion exchange membrane portion may be provided with the cation exchange membrane and the anion exchange membrane integrally with the gasket.
  • Gaskets may be in the form of adhesive tapes and may be fully sealed with adhesive.
  • the tape may include a paraffin film, a double-sided adhesive tape.
  • the first flow path may flow into the upper portion of the first direction, flow along the second direction, and flow out of the lower portion of the first direction.
  • the first flow passage forms a storage space having an upper opening and a lower sealing portion in a first direction, the inflow storage channel for guiding the inflow of the first solution in the first direction, and connected to the inflow storage channel to be formed along the second direction.
  • a first channel for guiding the inflow of the solution and a space separate from the inlet storage channel to form a storage space having a lower opening and a sealed upper portion in a first direction, the first channel being connected to the first channel
  • an outlet storage channel for guiding the outlet flow of the first solution along the direction.
  • the main body may include at least an inlet side provided with a first solution inlet through which the first solution is introduced, and a first solution outlet with an outlet side provided by the first solution inlet.
  • the first electrode is formed in a cylindrical shape along the longitudinal direction to be provided at the inner center of the body portion, the electrode body is provided on the upper end in the longitudinal direction of the electrode
  • a first electrode support for protecting the sieve an inlet cover portion provided between the electrode body and the first electrode support to guide the inflow of the first solution and the third solution, and provided at the lower end in the longitudinal direction of the electrode body to protect the electrode body
  • a second electrode support provided between the electrode body and the second electrode support to guide the outflow flow of the first solution and the third solution, and an outer circumferential surface of the electrode body to provide a contact area with the third solution. It may include an augmented contact.
  • the second cover 30 may be coupled to a position corresponding to the first cover 20 at the lower portion of the first frame 100 and may form the remaining paths of the first flow path and the second flow path.
  • the first solution outlet 34 through which the first solution flows out
  • the second solution outlet 32 through which the second solution flows out
  • the electrode solution outlet through which the electrode solution flows out ( 36).
  • the first solution outlet hole is guided to outflow the first solution to the outside
  • the second solution outlet hole is guided to outflow the second solution
  • the electrode solution is guided to outflow Solution outlet holes may be provided.
  • the spacer may be formed as a patterned ion exchange membrane having a flow path pattern on the surface of the cation exchange membrane 2410 and the anion exchange membrane 2401. Therefore, the ion exchange membrane unit 240 can be implemented both by adding a spacer to the flat membrane-shaped ion exchange membrane and when using a patterned ion exchange membrane alone.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a salinity generator according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a charge / discharge relationship of the salinity generator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the salinity generator according to the fourth embodiment of the present invention forms a salinity difference generator in the form of a cylindrical stack like the salinity generator according to the first embodiment of the present invention.
  • the third flow path and the fourth flow path direction of the electrode solution which is the second flow path and the third solution of the second solution are formed in the same direction in the first direction, so that the salt filling is performed. It can be done easily.
  • the first flow path of the salinity generator according to the third embodiment of the present invention may flow into the upper portion of the first direction, flow along the second direction, and flow out of the lower portion of the first direction.
  • the first flow path has an inflow hole 102c having a portion of the upper portion thereof opened along the first direction and forms a storage space sealed at the bottom thereof, and the inflow storage channel and the inflow storage channel which guide the inflow of the first solution in the first direction.
  • a first channel connected to the first channel for guiding the inflow of the first solution along the second direction, and in a space separate from the inflow storage channel, the outlet portion having a portion of the lower portion opened along the first direction and sealed at the top thereof.
  • a first solution inflow hole in which a first solution is introduced into the first flow path, a first solution outflow hole in which the first solution is outflowed, and an electrode solution is introduced into the first cover 1200.
  • Solution inlet hole may be provided.
  • the ion exchange membrane portion 1120 can be easily wound and can be easily cut.
  • the upper and lower portions of the electrode case 1112 may be formed with threads to facilitate the coupling of corresponding parts.
  • the electrode case 1112 may be integrally formed with the contact portion 1116, and thus, the electrode case 1112 may be configured to be detachable from the first electrode 1114 to facilitate the cleaning and cleaning of the first electrode 1114.
  • the assembly of the structure of the first electrode 1114 inserts the porous spacer 1114b and the contact portion 1116 into the cylinder 1112e having the small hole 1112b, and then the cylindrical top structure 1112d and the bottom structure 1112c. This can be assembled in the order of tightening.
  • the ion exchange membrane in the portion where the separators stacked in this manner finally contact the second electrode 1140 is finished with the same ion exchange membrane as the ion exchange membrane started by contacting the first electrode 1114. More specifically, as shown in FIG. 21, the membrane layer is formed by a combination of a cation exchange membrane 1126, a first solution spacer 1124, an anion exchange membrane 1122, and a second solution spacer 1128.
  • the type of the ion exchange membrane contacting the first electrode 1114 may be a cation exchange membrane 1126, in which case the ion exchange membrane contacts the second electrode.
  • the shielding separator in a portion contacting the first electrode 1114 and the second electrode 1140 necessarily uses an ion exchange separator having excellent monovalent selectivity.
  • the salinity generator according to the sixth embodiment of the present invention the salinity difference generator 1000a in the form of a cylindrical stack like the salinity generator according to the fifth embodiment of the present invention Form.
  • the ion exchange membrane unit 1120 may form a storage space 1120a in which a portion thereof is opened along the second direction and the upper and lower portions thereof are sealed.
  • the second electrode 1140 may be formed in a cylindrical shape having a curvature and disposed outside the electrode spacer 1130 at intervals from an outer circumferential surface of the electrode spacer 1130.
  • the second electrode 1140 may be provided in plurality in correspondence with the first electrode 1110.
  • the ion exchange membrane unit 1120 is a cation exchange membrane (CEM) stacked between the first electrode 1110 and the second electrode 1140 in a rounded shape along a second direction with respect to the first electrode 1110. And an ion exchange membrane layer including an anion exchange membrane (AEM).
  • CEM cation exchange membrane
  • AEM anion exchange membrane
  • the first flow path through which the first solution flows and the second flow path through which the second solution flows at a predetermined position may be isolated from each other in the first direction or the second direction.
  • the ion exchange membrane unit 1120 may be provided in the cation exchange membrane and the anion exchange membrane, respectively, and a spacer may be formed as a flow path between the first and second solutions while maintaining a gap with the adjacent exchange membrane.

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Abstract

An embodiment of the present invention is to provide a salinity gradient power generation device which employs a lamination structure of ion exchange membranes in a cylindrical roll shape so as to improve the assembly performance and the productivity of a salinity gradient power generation unit, and includes a salinity gradient power generation module which has an enhanced electrode structure and thus can be easily constructed, so as to improve the electric power production efficiency of the salinity gradient power generation unit.

Description

염도차 발전장치Salinity Power Generator
본 발명은 염도차 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a saltwater generator apparatus.
염도차 발전(salinity gradient power generation)은 농도가 다른 두 유체(예를 들어, 해수와 담수)의 혼합 과정에서 발생한 염 농도차 에너지를 전기 에너지 형태로 회수하여 발전하는 시스템이다. 특히, 역전기투석(RED, Reverse Electrodialysis)은 해수와 담수에 포함되어 이온화되어 있는 염의 농도차로 인해 양이온과 음이온이 각각 양이온교환막과 음이온교환막을 통해 분리ㅇ이동하게 된다. 이때 양이온교환막과 음이온교환막 사이에는 화학적 전위차가 발생하게 되며, 이와 같은 이온교환막이 복수 개로 번갈아 배열된 양쪽 끝에 위치한 전극(양전극, 음전극)에서 이온교환막에 의해 발생된 전위차를 이용한 산화환원 반응에 의해 전자의 이동 현상이 발생되며 전기에너지를 생성하는 장치이다. Salinity gradient power generation is a system that recovers the salt concentration difference energy generated in the process of mixing two fluids having different concentrations (for example, sea water and fresh water) in the form of electric energy. In particular, reverse electrodialysis (RED, Reverse Electrodialysis) is separated and moved through the cation exchange membrane and the anion exchange membrane, respectively, due to the concentration difference of the ionized salt contained in sea water and fresh water. At this time, a chemical potential difference is generated between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane, and electrons are reduced by the redox reaction using the potential difference generated by the ion exchange membrane at electrodes (positive and negative electrodes) positioned at both ends of the ion exchange membrane in alternating numbers. Movement phenomenon occurs and generates electric energy.
이와 같이 역전기투석 방식은 해수(염수)에 용해되는 이온이 이온교환막을 통해 담수로 이동하면서 발생되는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 직접 전환하는 발전방식으로 기존의 풍력, 태양광과 같은 발전 방식과 비교하여 부하 변동이 거의 없고, 이용률이 90% 이상인 발전장치이다. 다만, 역전기투석 방식의 염도차 발전장치를 실험실 수준의 소규모에서 실제 현장에 적용 가능한 수준의 발전 성능을 나타내도록 하기 위해서는 기존 단위 염도차 발전부 스택(stack)의 조립 방식은 매우 복잡하고, 모듈화가 용이하게 이루어지지 않아 효율 극대화 및 대용량화에 한계가 있다.As such, the reverse electrodialysis method is a power generation method that directly converts chemical energy generated as ions dissolved in sea water (salt water) into fresh water through an ion exchange membrane to electric energy, compared with conventional power generation methods such as wind and solar power. Therefore, there is almost no load variation and the power generation device has a utilization rate of 90% or more. However, in order for the reverse electrodialysis salinity generator to show the power generation performance at a small scale at the laboratory level, the assembly method of the existing unit salinity generator stack is very complicated and modular. There is a limit in maximizing efficiency and increasing capacity because it is not easily made.
본 발명의 실시예는 염도차 발전부의 조립성과 생산성을 향상시킬 수 있도록 원통형의 롤 형태로 이온교환막의 적층구조를 적용하고, 전극구조를 개선하여 염도차 발전모듈을 용이하게 형성함으로써 염도차 발전부의 전력 생산 효율을 향상시킬 수 있는 염도차 발전장치를 제공하기 위한 것이다.An embodiment of the present invention is to apply the laminated structure of the ion exchange membrane in the form of a cylindrical roll to improve the assembly and productivity of the salinity difference generator portion, and improve the electrode structure to easily form the salinity difference generator module by It is to provide a salinity generator that can improve the power production efficiency.
본 발명의 실시예에 따른 염도차 발전장치는 서로 다른 염 농도를 갖는 제1 용액과 제2 용액이 서로 다른 유로를 통해 각각 유입되어 염도차 발전 전기를 생산하는 염도차 발전부를 포함하며, 염도차 발전부는 높이방향인 제1 방향으로 길고 원주방향인 제2 방향으로 라운드된 형상으로 형성되는 본체부, 본체부의 중심부에서 제1 방향으로 길게 형성되는 제1 전극과 제1 전극으로부터 미리 설정된 간격으로 이격되어 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 형성되는 제2 전극을 포함하는 전극부, 그리고 제1 전극과 제2 전극 사이에서 제1 전극을 중심으로 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 적층되는 양이온교환막과 음이온교환막을 포함하며, 미리 설정된 위치에 제1 용액이 유동하는 제1 유로와 제2 용액이 유동하는 제2 유로가 제1 방향 또는 제2 방향에서 서로 격리되어 구획되는 이온교환막부를 포함한다.The salinity difference generator according to an embodiment of the present invention includes a salinity difference generator for generating the salinity difference generation electricity by introducing the first solution and the second solution having different salt concentrations through different flow paths, respectively The power generation unit is spaced apart at a predetermined interval from the first electrode and the first electrode, which is formed in a shape that is long in the first direction in the height direction and rounded in the second circumferential direction, and is formed in the first direction at the center of the body part. And an electrode part including a second electrode formed in a round shape along a second direction, and a cation exchange membrane and an anion stacked in a round shape along a second direction with respect to the first electrode between the first electrode and the second electrode. A first flow path through which the first solution flows and a second flow path through which the second solution flows, in a first direction or in a second direction; Is Li include ion exchange film portion which is partitioned.
본체부는 전극부와 이온교환막부를 지지하며, 제1 유로와 제2 유로의 메인 경로를 형성하는 제1 프레임, 제1 프레임의 상부에 결합되며, 제1 유로와 제2 유로의 일부 경로를 형성하는 제1 커버, 제1 프레임의 하부에서 제1 커버와 대응하는 위치에 결합되며, 제1 유로와 제2 유로의 나머지 경로를 형성하는 제2 커버, 그리고 제1 프레임의 내부 결합을 지지하는 외형을 갖고 형성하는 제2 프레임을 포함할 수 있다.The body part supports the electrode part and the ion exchange membrane part, and is coupled to the first frame and the upper part of the first frame forming the main path of the first flow path and the second flow path, and forms a partial path of the first flow path and the second flow path. A first cover, a second cover coupled to a position corresponding to the first cover at a lower portion of the first frame, forming a second path of the first flow path and the second flow path, and an outer shape supporting the inner coupling of the first frame It may include a second frame formed with.
제1 전극은 제1 방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 제1 프레임의 내측 중심부에 구비될 수 있다. 제1 전극을 보호하는 전극 케이스, 그리고 제1 전극의 외주면과 전극 케이스 사이에 구비되어 제3 용액과의 접촉면적을 증대시키는 접촉부를 더 포함할 수 있다.The first electrode may be formed in a cylindrical shape along the first direction and provided at an inner central portion of the first frame. It may further include an electrode case for protecting the first electrode, and a contact portion provided between the outer circumferential surface of the first electrode and the electrode case to increase the contact area with the third solution.
제2 전극은 곡률을 갖는 원판형으로 형성되어 제1 전극과 간격을 두고 이온교환막부의 외측에 구비될 수 있다. 제2 전극의 외주면에 간격을 두고 제4 유로를 형성하며, 제3 유로의 출구에 연결되어 유입되는 제3 용액이 제4 유로를 따라 유동하여 외부로 유출하도록 안내하는 전극 커버부를 더 포함할 수 있다.The second electrode may be formed in a disc shape having a curvature and disposed outside the ion exchange membrane portion at intervals from the first electrode. A fourth flow path may be formed at intervals on the outer circumferential surface of the second electrode, and may further include an electrode cover part connected to an outlet of the third flow path to guide the third solution flowing along the fourth flow path to flow out. have.
제1 용액은 해수일 수 있으며, 제1 용액은 고농도 염이 3.0wt% 이상인 고농도 용액일 수 있다. 제2 용액은 담수일 수 있으며, 제2 용액은 저농도 염이 0.1wt% 이하인 저농도 용액일 수 있다. 제3 용액은 고농도 염수 및 페로시아나이드(Ferrocyanide: [Fe(CN)6]4-) 계열의 용액 또는 전해질 용액 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The first solution may be seawater, and the first solution may be a high concentration solution of at least 3.0 wt% salt. The second solution may be fresh water, and the second solution may be a low concentration solution of 0.1 wt% or less of the low concentration salt. The third solution may include one or more of a high concentration of saline and ferrocyanide (Fe (CN) 6] 4 -based solution or an electrolyte solution.
이온교환막부는 롤 형태로 감겨 적층될 수 있다. 이온교환막부의 외주면과 제2 전극의 사이에 구비되는 전극 스페이서를 더 포함할 수 있다. 그리고 이온교환막부에 구비되어 제1 유로와 제2 유로 이외의 부분을 밀봉하는 밀봉부를 더 포함할 수 있다. 이온교환막부의 표면에 형성되는 오염물질 방지층을 더 포함할 수 있다. 오염물질 방지층은 음이온교환막의 표면에 형성될 수 있다. 양이온교환막과 음이온교환막에 각각 구비되어 서로 이웃한 교환막과 간격을 유지하면서 제1 용액과 제2 용액의 유로가 되는 스페이서가 일체형으로 형성될 수 있다. 스페이서는 양이온교환막과 음이온교환막 표면에 유로 패턴을 갖는 패턴형 이온교환막으로 형성될 수 있다. 이온교환막부는 양이온교환막과 음이온교환막은 가스켓과 일체형으로 구비될 수 있다. 가스켓은 접착력이 있는 테이프 형태가 사용될 수 있으며, 접착제를 통해 완전 밀봉할 수 있다. 여기서, 테이프는 파라핀 필름, 양면 접착 테이프를 포함할 수 있다.The ion exchange membrane portion may be rolled up and stacked in a roll form. It may further include an electrode spacer provided between the outer peripheral surface of the ion exchange membrane portion and the second electrode. And a sealing part provided in the ion exchange membrane part to seal portions other than the first flow path and the second flow path. It may further include a pollution prevention layer formed on the surface of the ion exchange membrane portion. The contaminant prevention layer may be formed on the surface of the anion exchange membrane. Spacers provided in the cation exchange membrane and the anion exchange membrane, respectively, may be formed integrally with each other to form a flow path between the first solution and the second solution while maintaining a gap with the adjacent exchange membrane. The spacer may be formed of a patterned ion exchange membrane having a flow path pattern on the surface of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane. The ion exchange membrane portion may be provided with the cation exchange membrane and the anion exchange membrane integrally with the gasket. Gaskets may be in the form of adhesive tapes and may be fully sealed with adhesive. Here, the tape may include a paraffin film, a double-sided adhesive tape.
제1 유로는 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다. 제1 유로는 제1 방향을 따라 상부가 개구되고 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 용액의 제1 방향 유입을 안내하는 유입 저장 채널, 유입 저장 채널에 연결되어 제2 방향을 따라 제1 용액의 유입 유동을 안내하는 제1 채널, 그리고 유입 저장 채널과 격리된 공간에 구비되어 제1 방향을 따라 하부가 개구되고 상부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 채널에 연결되어 제1 방향을 따라 제1 용액의 유출 유동을 안내하는 유출 저장 채널을 포함할 수 있다. The first flow path may flow into the upper portion of the first direction, flow along the second direction, and flow out of the lower portion of the first direction. The first flow passage forms a storage space having an upper opening and a lower sealing portion in a first direction, the inflow storage channel for guiding the inflow of the first solution in the first direction, and connected to the inflow storage channel to be formed along the second direction. A first channel for guiding the inflow of the solution and a space separate from the inlet storage channel to form a storage space having a lower opening and a sealed upper portion in a first direction, the first channel being connected to the first channel And an outlet storage channel for guiding the outlet flow of the first solution along the direction.
제2 유로는 제2 용액이 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다. 제1 용액과 제2 용액의 흐름 방향은 분리막 내에서의 만나는 점을 기준으로 서로 직교해야 하므로, 제1 유로를 따라 흐르는 제1 용액은 분리막 내에서는 제2 방향으로 흐르고, 제2 유로를 따라 흐르는 제2 용액은 제1 방향으로 흐를 수 있다. 이러한 제1 용액과 제2 용액의 흐름 관계는 제1 유로에 제2 용액이 흐르고, 제2 유로에 제1 용액이 흐르는 경우에 대해서도 적용될 수 있다.The second flow path may flow into the upper portion of the first direction, flow along the second direction, and flow out to the lower portion of the first direction. Since the flow directions of the first solution and the second solution should be orthogonal to each other based on the point of meeting in the separator, the first solution flowing along the first flow path flows in the second direction in the separator and flows along the second flow path. The second solution may flow in the first direction. Such a flow relationship between the first solution and the second solution may also be applied to the case where the second solution flows in the first flow path and the first solution flows in the second flow path.
한편, 제1 유로는 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 상부로 유출될 수 있다. 제1 유로는 제1 방향을 따라 상부가 개구되고 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 용액의 제1 방향 유입을 안내하는 유입 저장 채널, 유입 저장 채널에 연결되어 제2 방향을 따라 제1 용액의 유입 유동을 안내하는 제1 채널, 그리고 유입 저장 채널과 격리된 공간에 구비되어 제1 방향을 따라 상부가 개구되고 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 채널에 연결되어 제1 방향을 따라 제1 용액의 유출 유동을 안내하는 유출 저장 채널을 포함할 수 있다.Meanwhile, the first flow path may flow into the upper portion of the first direction, flow along the second direction, and flow out of the upper portion of the first direction. The first flow passage forms a storage space having an upper opening and a lower sealing portion in a first direction, the inflow storage channel for guiding the inflow of the first solution in the first direction, and connected to the inflow storage channel to be formed along the second direction. 1 a first channel for guiding the inflow of the solution and a space separated from the inlet storage channel to form a storage space with an upper opening in the first direction and a sealed lower portion, the first channel being connected to the first channel And an outlet storage channel for guiding the outlet flow of the first solution along the direction.
본 발명의 제5 실시예에 따른 염도차 발전장치는 서로 다른 염 농도를 갖는 제1 용액과 제2 용액이 서로 다른 유로를 통해 각각 유입되어 염도차 발전 전기를 생산하는 염도차 발전부를 포함하며, 염도차 발전부는 높이방향인 제1 방향으로 길고 원주방향인 제2 방향으로 라운드된 형상으로 형성되는 본체부, 본체부의 중심부에서 제1 방향으로 길게 형성되는 제1 전극과 제1 전극으로부터 미리 설정된 간격으로 이격되어 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 형성되는 제2 전극을 포함하는 전극부, 그리고 제1 전극과 제2 전극 사이에서 제1 전극을 중심으로 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 적층되는 양이온교환막과 음이온교환막을 포함하며, 미리 설정된 위치에 제1 용액이 제1 방향의 상부로 유입되어 미리 설정된 방향으로 유출되는 제1 유로와 제2 용액이 제1 방향을 따라 하부로 유입되어 미리 설정된 방향으로 유출되는 제2 유로가 제1 방향 또는 제2 방향에서 서로 격리되는 이온교환막부를 포함한다.The salinity difference generator according to the fifth embodiment of the present invention includes a salinity difference generator for generating a salinity difference generation electricity by introducing the first solution and the second solution having different salt concentrations through different flow paths, respectively. The salinity difference power generation unit has a predetermined distance from the first electrode and the first electrode which are formed in a long shape in the first direction in the height direction and rounded in the second circumferential direction, and formed in the first direction at the center of the body part. An electrode part including a second electrode spaced apart from each other and formed in a round shape in a second direction, and a cation exchange membrane stacked in a round shape along a second direction with respect to the first electrode between the first electrode and the second electrode And an anion exchange membrane, wherein the first flow path and the second solution are introduced into the upper portion of the first direction at the predetermined position and flow out in the preset direction. Enters the lower portion along the first direction and the second flow path flowing in a predetermined direction comprising an ion exchange film portion to be separated from each other in the first direction or the second direction.
본체부는 제3 유로를 형성하는 제1 전극과 이온교환막부를 지지하며, 제1 유로와 제2 유로의 메인 경로를 형성하는 전극 스페이서, 곡률을 갖는 원통형으로 형성되어 제1 전극과 간격을 두고 이온교환막부의 외측에 구비되는 제2 전극, 제2 전극의 외주면에 간격을 두고 제4 유로를 형성하며, 제3 유로의 출구에 연결되어 유입되는 제3 용액이 제4 유로를 따라 유동하여 외부로 유출하도록 안내하는 전극 커버부, 본체부의 상부에 구비되며, 제1 유로를 형성하는 제1 커버, 그리고 본체부의 하부에서 제1 커버와 대응하는 위치에 구비되며, 제2 유로를 형성하는 제2 커버를 포함할 수 있다.The main body portion supports the first electrode and the ion exchange membrane portion forming the third flow path, an electrode spacer forming the main path of the first flow path and the second flow path, and is formed in a cylindrical shape having a curvature and spaced apart from the first electrode. The fourth electrode is formed at intervals on the outer surface of the second electrode and the second electrode provided on the outer side of the exchange membrane, and the third solution connected to the outlet of the third flow path flows along the fourth flow path to the outside. An electrode cover portion guiding to flow out, a first cover provided at an upper portion of the main body portion, and a second cover formed at a position corresponding to the first cover at a lower portion of the main body portion and forming a second flow passage; It may include.
제1 전극은 제1 방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 본체부의 내측 중심부에 구비되며, 원기둥형상의 양단에 형성된 원뿔형상의 가이드부를 통해 제3 용액의 균일한 분산 흐름을 안내하여 제3 유로를 형성할 수 있다.The first electrode is formed in a cylindrical shape along the first direction and is provided at an inner central portion of the main body, and guides a uniform dispersion flow of the third solution through the conical guides formed at both ends of the cylindrical shape to form a third flow path. can do.
제1 전극을 보호하는 전극 케이스, 그리고 제1 전극의 외주면과 전극 케이스 사이에 구비되어 제3 용액과의 접촉면적을 증대시키는 접촉부를 더 포함할 수 있다.It may further include an electrode case for protecting the first electrode, and a contact portion provided between the outer circumferential surface of the first electrode and the electrode case to increase the contact area with the third solution.
전극 케이스는 내부가 중공형인 원통형 구조에서 외면에 복수의 개구부가 형성될 수 있다. 여기서, 개구부는 원형일 수 있다.The electrode case may have a plurality of openings formed on an outer surface thereof in a cylindrical structure having a hollow inside. Here, the opening may be circular.
제1 전극은 제1 방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 본체부의 내측 중심부에 구비되며, 원기둥형상의 양단에 형성된 홈과 구멍을 이용한 가이드부를 통해 제3 용액의 균일한 분산 흐름을 안내하여 제3 유로를 형성할 수 있다. 여기서, 제1 전극을 지지하는 전극 케이스, 그리고 전극 케이스의 외벽에 구비되어 제3 용액과의 접촉면적을 증대시키는 접촉부를 더 포함할 수 있다. 전극 케이스는 원기둥형상의 양단에 형성된 복수개의 작은 개구부 구멍이 형성될 수 있다. 전극 케이스와 접촉부 사이에 설치되어 제3 용액의 균일한 분산을 유도하는 다공성 스페이서 구조로 형성될 수 있다.The first electrode is formed in a cylindrical shape along the first direction and is provided at an inner central portion of the main body, and guides a uniform dispersion flow of the third solution through a guide part using grooves and holes formed at both ends of the cylindrical shape. A flow path can be formed. Here, the electrode case for supporting the first electrode, and a contact portion provided on the outer wall of the electrode case to increase the contact area with the third solution may be further included. The electrode case may be formed with a plurality of small opening holes formed at both ends of the cylindrical shape. It may be formed between the electrode case and the contact portion to form a porous spacer structure to induce uniform dispersion of the third solution.
이온교환막부는 롤 형태로 감겨 적층될 수 있다. 양이온교환막과 음이온교환막에 각각 구비되어 서로 이웃한 교환막과 간격을 유지하면서 제1 용액과 제2 용액의 유로가 되는 제1 용액 스페이서와 제2 용액 스페이서가 형성될 수 있다.The ion exchange membrane portion may be rolled up and stacked in a roll form. The first solution spacer and the second solution spacer may be formed in the cation exchange membrane and the anion exchange membrane, respectively, and may be a flow path between the first and second solutions while maintaining a gap with the adjacent exchange membrane.
양이온교환막, 음이온교환막, 제1 용액 스페이서와 제2 용액 스페이서의 조합으로 적층되는 경우, 제1 전극 및 제 2 전극과 맞닿는 차폐 이온교환분리막은 동일한 종류를 사용할 수 있다. 차폐 이온교환분리막은 1가 이온 선택성 분리막을 포함할 수 있다.When stacked with a combination of a cation exchange membrane, an anion exchange membrane, a first solution spacer and a second solution spacer, the same kind of shielding ion exchange separation membrane that contacts the first electrode and the second electrode may be used. The shielding ion exchange membrane may comprise a monovalent ion selective separator.
제1 용액 스페이서의 일측에 구비되어 제1 용액의 흐름을 제한하는 제1 실링부, 그리고 제1 실링부와 대응하는 제2 용액 스페이서의 타측에 구비되어 제2 용액의 흐름을 제한하는 제2 실링부를 더 포함할 수 있다. 제1 실링부와 제2 실링부는 제1 용액 스페이서와 제2 용액 스페이서에 각각 일체로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 실링부와 제2 실링부는 접착성 필름으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 실링부와 제2 실링부는 접착제로 형성될 수 있다.A first sealing part provided at one side of the first solution spacer to limit the flow of the first solution, and a second sealing part provided at the other side of the second solution spacer corresponding to the first sealing part to limit the flow of the second solution It may further include wealth. The first sealing part and the second sealing part may be integrally formed on the first solution spacer and the second solution spacer, respectively. Here, the first sealing portion and the second sealing portion may be formed of an adhesive film. In addition, the first sealing portion and the second sealing portion may be formed of an adhesive.
제1 유로는 제1 방향을 따라 제1 용액의 상부 유입이 안내되고 하부가 실링된 저장공간을 형성하며, 제1 용액은 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 상부로 유출될 수 있다.The first flow passage forms a storage space in which the upper inflow of the first solution is guided along the first direction and the lower portion is sealed, and the first solution flows in the upper direction of the first direction and flows along the second direction. Can flow out of the top of the direction.
제2 유로는 제1 방향을 따라 제2 용액의 하부 유입이 안내되고 상부가 실링된 저장공간을 형성하며, 제2 용액은 제1 방향의 하부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다.The second flow path forms a storage space in which the lower inflow of the second solution is guided along the first direction and the upper is sealed, and the second solution flows in the lower direction of the first direction and flows along the second direction. Can flow out to the bottom of the direction.
제3 유로는 제1 방향의 상부로 유입되어 제1 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출되도록 형성될 수 있다.The third flow path may be formed to flow into the upper portion of the first direction, flow along the first direction, and flow out to the lower portion of the first direction.
제4 유로는 제1 방향의 하부를 통해 제2 전극의 외주면 일측으로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제2 전극의 외주면 타측으로 유출되어 제1 방향의 상부를 통해 제3 유로로 유입되도록 형성될 수 있다.The fourth flow path flows to one side of the outer circumferential surface of the second electrode through the lower portion of the first direction and flows along the second direction, and then flows out to the other side of the outer circumferential surface of the second electrode and flows into the third flow passage through the upper portion of the first direction. Can be formed.
한편, 이온교환막부는 제2 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 용액과 제2 용액의 제1 방향 유입을 안내하는 유입 저장 채널, 그리고 유입 저장 채널에 연결되어 제2 방향을 따라 유출되어 합쳐진 제1 용액과 제2 용액의 유출을 안내하는 유출 채널을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 용액은 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 유출 채널을 통해 유출될 수 있다. 그리고 제2 용액은 제1 방향의 하부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 유출 채널을 통해 유출될 수 있다.On the other hand, the ion exchange membrane portion forms a storage space which is partially opened along the second direction and is sealed at the top and the bottom, an inflow storage channel for guiding inflow of the first solution and the second solution in the first direction, and an inflow storage channel And an outlet channel connected to the outlet and configured to guide the outflow of the first solution and the second solution, which are combined along the second direction. Here, the first solution may flow into the upper portion of the first direction and flow along the second direction, and then flow out through the outlet channel. The second solution may flow into the lower portion of the first direction and flow along the second direction, and then flow out through the outlet channel.
본 발명의 제7 실시예에 따른 염도차 발전장치는 서로 다른 염 농도를 갖는 제1 용액과 제2 용액이 서로 다른 유로를 통해 각각 유입되어 염도차 발전 전기를 생산하는 염도차 발전부를 포함하며, 염도차 발전부는 높이방향인 제1 방향으로 길고 원주방향인 제2 방향으로 라운드된 형상으로 형성되는 본체부, 본체부의 중심부에서 제1 방향으로 길게 형성되는 제1 전극과 제1 전극으로부터 미리 설정된 간격으로 이격되어 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 형성되는 제2 전극을 포함하며, 제3 용액의 흐름을 안내하는 전극부, 제1 전극과 제2 전극 사이에서 제1 전극을 중심으로 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 적층되는 양이온교환막과 음이온교환막을 포함하며, 미리 설정된 위치에서 제1 용액이 유동하는 제1 유로와 제2 용액이 유동하는 제2 유로가 제1 방향 또는 제2 방향에서 서로 격리되는 이온교환막부, 그리고 본체부와 이온교환막부 사이에 구비되어 본체 케이스와 이온교환막부 사이의 공극을 실링하는 실링부를 포함한다.The salinity difference generator according to the seventh embodiment of the present invention includes a salinity difference generator for generating the salinity difference generation electricity by introducing the first solution and the second solution having different salt concentrations through different flow paths, respectively. The salinity difference power generation unit has a predetermined distance from the first electrode and the first electrode which are formed in a long shape in the first direction in the height direction and rounded in the second circumferential direction, and formed in the first direction at the center of the body part. A second electrode formed in a round shape spaced apart from each other in a second direction, the electrode part guiding the flow of the third solution, and the second direction about the first electrode between the first electrode and the second electrode; And a cation exchange membrane and an anion exchange membrane stacked in a round shape, wherein the first flow path through which the first solution flows and the second flow path through which the second solution flows at a predetermined position include the first chamber. Or it is provided in the film portion between the second ion exchange film portion, and a main body portion and the ion exchange are isolated from each other in direction and comprises a seal for sealing a gap between the case body and the ion exchange film portion.
본체부는 제3 용액이 유동하는 제3 유로를 형성하는 제1 전극과 이온교환막부를 지지하는 형상을 갖는 본체 케이스, 본체부의 상부에 구비되어 해당되는 용액의 유입 또는 유출을 안내하는 제1 커버, 그리고 본체부의 하부에서 제1 커버와 대응하는 위치에 구비되어 해당되는 용액의 유입 또는 유출을 안내하는 제2 커버를 포함할 수 있다.The main body part has a first case forming a third flow path through which the third solution flows and a main body case supporting the ion exchange membrane part, a first cover provided at an upper part of the main body part to guide inflow or outflow of a corresponding solution; And a second cover provided at a position corresponding to the first cover at a lower portion of the main body to guide inflow or outflow of a corresponding solution.
제1 용액은 본체부의 유입 측부 방향으로 유입되어 적어도 이온교환막부에서 제2 방향을 따라 유동하며 본체부의 유출 측부 방향으로 유출되도록 안내되고, 제2 용액은 본체부의 상부 방향으로 유입되어 적어도 이온교환막부에서 제1 방향을 따라 유동하며 본체부의 하부 방향으로 유출되도록 안내될 수 있다.The first solution flows in the inflow side of the body portion and flows at least in the second direction from the ion exchange membrane portion and is guided to flow out the outflow side direction of the body portion, and the second solution flows in the upper direction of the body portion and at least the ion exchange membrane portion In the flow in the first direction may be guided to flow in the lower direction of the body portion.
제1 커버는 적어도 제2 용액이 유입되는 제2 용액 유입부, 그리고 제3 용액이 유입되는 제3 용액 유입부를 포함할 수 있다.The first cover may include at least a second solution inlet through which the second solution is introduced, and a third solution inlet through which the third solution is introduced.
제2 커버는 적어도 제2 용액이 유출되는 제2 용액 유출부, 그리고 제3 용액이 유출되는 제3 용액 유출부를 포함할 수 있다.The second cover may include at least a second solution outlet through which the second solution flows out, and a third solution outlet through which the third solution flows out.
본체부는 적어도 유입 측부에 구비되어 제1 용액이 유입되는 제1 용액 유입부, 그리고 유출 측부에 구비되어 제1 용액이 유출되는 제1 용액 유출부를 포함할 수 있다.The main body may include at least an inlet side provided with a first solution inlet through which the first solution is introduced, and a first solution outlet with an outlet side provided by the first solution inlet.
이온교환막부는 유입 측부에 대응하여 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 용액 유입부와 연결되어 제1 용액의 측방향 유입과 제2 방향 유동을 안내하는 유입 저장 채널, 그리고 유출 측부에 대응하여 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 용액 유출부와 연결되어 제1 용액의 측방향 유출을 안내하는 유출 저장 채널을 포함할 수 있다.The ion exchange membrane portion forms a storage space in which a portion is opened along the first direction and is sealed at an upper side and a lower side in correspondence with the inflow side, and is connected to the first solution inlet and flows in the lateral direction of the first solution and flows in the second direction. An inlet storage channel for guiding the opening and a storage space in which a portion is opened along the first direction and sealed at an upper side and a lower side, and connected to the first solution outlet to prevent lateral outflow of the first solution. The guided outflow storage channel may be included.
실링부는 이온교환막부의 외주면에 결합되는 접착 필름을 포함할 수 있다.The sealing part may include an adhesive film bonded to the outer circumferential surface of the ion exchange membrane part.
전극부는 이온교환막부의 외측에 구비되어 본체 케이스에 결합되며, 제1 유로와 제2 유로의 메인 경로를 형성하는 전극 스페이서, 곡률을 갖는 원통형으로 형성되어 전극 스페이서의 외주면과 간격을 두고 전극 스페이서의 외측에 구비되는 제2 전극, 제2 전극의 외주면에 간격을 두고 제4 유로를 형성하며, 제3 유로의 출구에 연결되어 유입되는 제3 용액이 제4 유로를 따라 유동하여 외부로 유출하도록 안내하는 전극 커버부를 더 포함할 수 있다. The electrode portion is provided outside the ion exchange membrane portion and coupled to the main body case, the electrode spacer forming the main path of the first flow path and the second flow path, the cylindrical shape having a curvature of the electrode spacer spaced apart from the outer peripheral surface of the electrode spacer The second electrode provided on the outside, the fourth flow path is formed at intervals on the outer peripheral surface of the second electrode, the third solution connected to the outlet of the third flow path is guided to flow along the fourth flow path to flow out An electrode cover may be further included.
제1 전극은 길이방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 본체부의 내측 중심부에 구비되는 전극체, 전극체의 길이방향 상단에 구비되어 전극체를 보호하는 제1 전극 지지체, 전극체의 길이방향 하단에 구비되어 전극체를 보호하는 제2 전극 지지체, 그리고 전극체의 외주면에 구비되어 제3 용액과의 접촉면적을 증대시키는 접촉부를 포함할 수 있다.The first electrode is formed in a cylindrical shape long along the longitudinal direction, the electrode body provided in the inner center of the body portion, the first electrode support provided at the upper end in the longitudinal direction of the electrode body to protect the electrode body, the lower end in the longitudinal direction of the electrode body A second electrode support provided to protect the electrode body, and a contact portion provided on the outer peripheral surface of the electrode body to increase the contact area with the third solution.
전극체는 원기둥형상의 길이방향 일단에 형성된 유입 가이드홈과 유입 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유입구멍을 갖고 접촉부로 제3 용액의 균일한 분산 유입흐름을 안내하는 유입 가이드부, 그리고 원기둥형상의 길이방향 타단에 형성된 유출 가이드홈과 유출 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유출구멍을 갖고 접촉부로부터 제3 용액의 균일한 분산 유출흐름을 안내하는 유출 가이드부를 포함할 수 있다.The electrode body has an inflow guide groove formed at one end of the cylinder in a longitudinal direction, a plurality of inflow holes provided in the circumferential surface of the inflow guide groove, and an inflow guide portion for guiding a uniform dispersed inflow of the third solution to the contact portion, and a cylinder. It may include an outflow guide groove formed on the other end in the longitudinal direction of the shape and a plurality of outflow holes provided in the circumferential surface of the outflow guide groove to guide a uniform dispersed outflow flow of the third solution from the contact portion.
전극체는 길이방향을 따라 일측에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하는 전극 분리부를 포함하며, 전극 분리부는 제11 전극 분리부, 그리고 제11 전극 분리부와 서로 대응하는 위치에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하는 제12 전극 분리부를 포함할 수 있다.The electrode body protrudes on one side along the longitudinal direction and includes an electrode separator that separates the plurality of electrodes. The electrode separator protrudes from a position corresponding to each other with the eleventh electrode separator and the eleventh electrode separator. It may include a twelfth electrode separator divided into a plurality.
전극체는 제11 전극 분리부와 제12 전극 분리부를 기준으로 서로 대응하는 위치에서 동일한 형상으로 구비되는 제11 전극체와 제12 전극체를 포함할 수 있다.The electrode body may include an eleventh electrode body and a twelfth electrode body provided in the same shape at positions corresponding to each other based on the eleventh electrode separator and the twelfth electrode separator.
전극 커버부는 제11 전극체와 제12 전극체에 각각 대응하는 위치에서 동일한 형상으로 구비되는 제11 전극 커버부와 제12 전극 커버부를 포함할 수 있다.The electrode cover part may include an eleventh electrode cover part and a twelfth electrode cover part provided in the same shape at positions corresponding to the eleventh electrode body and the twelfth electrode body, respectively.
전극 커버부는 적어도 제3 용액 유출부로부터 유출되는 제3 용액이 제4 유로로 유입되는 전극용액 유입부, 그리고 전극용액 유입부와 대응하는 위치에 구비되어 제4 유로를 따라 유동한 제3 용액이 외부로 유출되는 전극용액 유출부를 포함할 수 있다.The electrode cover may include an electrode solution inlet for at least a third solution flowing out of the third solution outlet and flow into the fourth flow path, and a third solution flowing along the fourth flow path at a position corresponding to the electrode solution inlet. It may include an electrode solution outlet that flows out.
한편, 본 발명의 제8 실시예에 따른 염도차 발전장치에서 제1 전극은 길이방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 본체부의 내측 중심부에 구비되는 전극체, 전극체의 길이방향 상단에 구비되어 전극체를 보호하는 제1 전극 지지체, 전극체와 제1 전극 지지체 사이에 구비되어 제1 용액과 제3 용액의 유입 흐름을 안내하는 유입 커버부, 전극체의 길이방향 하단에 구비되어 전극체를 보호하는 제2 전극 지지체, 전극체와 제2 전극 지지체 사이에 구비되어 제1 용액과 제3 용액의 유출 흐름을 안내하는 유출 커버부, 그리고 전극체의 외주면에 구비되어 제3 용액과의 접촉면적을 증대시키는 접촉부를 포함할 수 있다.On the other hand, in the salinity difference generator according to the eighth embodiment of the present invention, the first electrode is formed in a cylindrical shape along the longitudinal direction to be provided at the inner center of the body portion, the electrode body is provided on the upper end in the longitudinal direction of the electrode A first electrode support for protecting the sieve, an inlet cover portion provided between the electrode body and the first electrode support to guide the inflow of the first solution and the third solution, and provided at the lower end in the longitudinal direction of the electrode body to protect the electrode body A second electrode support provided between the electrode body and the second electrode support to guide the outflow flow of the first solution and the third solution, and an outer circumferential surface of the electrode body to provide a contact area with the third solution. It may include an augmented contact.
전극체는 원기둥형상의 길이방향 일단에 형성된 유입 가이드홈과 유입 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유입구멍을 갖고 접촉부로 제3 용액의 균일한 분산 유입흐름을 안내하는 유입 가이드부, 원기둥형상의 길이방향 타단에 형성된 유출 가이드홈과 유출 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유출구멍을 갖고 접촉부로부터 제3 용액의 균일한 분산 유출흐름을 안내하는 유출 가이드부, 길이방향을 따라 일측에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하며, 제1 용액의 유입 흐름을 안내하는 유입홈이 길이방향을 따라 길게 구비되는 제11 전극 분리부, 그리고 제11 전극 분리부와 서로 대응하는 위치에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하며, 제1 용액의 유출 흐름을 안내하는 유출홈이 길이방향을 따라 길게 구비되는 제12 전극 분리부를 포함할 수 있다.The electrode body has an inflow guide groove formed at one end of the cylindrical shape in a longitudinal direction and a plurality of inflow holes provided in the circumferential surface of the inflow guide groove, and an inflow guide portion for guiding a uniform dispersed inflow of the third solution to the contact portion, and a cylindrical shape. An outflow guide groove formed at the other end in the longitudinal direction of the outflow guide groove and a plurality of outflow holes provided in the circumferential surface of the outflow guide groove, the outflow guide portion for guiding a uniform dispersed outflow flow of the third solution from the contact portion, protruding on one side along the longitudinal direction The electrode is divided into a plurality of electrodes, the inlet groove for guiding the inflow of the first solution is provided in the eleventh electrode separating portion provided in the longitudinal direction, and the eleventh electrode separating portion protrudes to form a position corresponding to each other It may be divided into a plurality, the outlet groove for guiding the outflow flow of the first solution may include a twelfth electrode separator is provided in the longitudinal direction.
유입 커버부는 제3 용액이 유입되는 제3 용액 유입구멍을 갖는 원판형상의 유입 커버 본체, 유입 커버 본체의 원주면에서 제11 전극 분리부에 대응하는 위치에 돌출 형성되며 유입홈과 연결되는 커버 유입홀을 갖는 제11 유입 커버 돌출부, 그리고 유입 커버 본체의 원주면에서 제12 전극 분리부에 대응하는 위치에 돌출 형성되는 제12 유입 커버 돌출부를 포함할 수 있다.The inflow cover part is formed in a disk-shaped inlet cover body having a third solution inlet hole into which the third solution is introduced, and a cover inlet which is formed at a position corresponding to the eleventh electrode separation part on the circumferential surface of the inlet cover body and connected to the inlet groove. And an eleventh inflow cover protrusion having a hole, and a twelfth inflow cover protrusion protruding from a circumferential surface of the inflow cover body at a position corresponding to the twelfth electrode separating portion.
유출 커버부는 제3 용액이 유출되는 제3 용액 유출구멍을 갖는 원판형상의 유출 커버 본체, 유출 커버 본체의 원주면에서 제11 전극 분리부에 대응하는 위치에 돌출 형성되는 제11 유출 커버 돌출부, 그리고 유출 커버 본체의 원주면에서 제12 전극 분리부에 대응하는 위치에 돌출 형성되며 유출홈과 연결되는 커버 유출홀을 갖는 제12 유출 커버 돌출부를 포함할 수 있다.The outlet cover portion has a disc shaped outlet cover body having a third solution outlet hole through which the third solution flows out, an eleventh outlet cover protrusion protruding from a circumferential surface of the outlet cover body at a position corresponding to the eleventh electrode separation portion, and The circumferential surface of the outlet cover body may include a twelfth outlet cover protrusion which protrudes at a position corresponding to the twelfth electrode separator and has a cover outlet hole connected to the outlet groove.
제1 용액은 본체부의 상부 방향으로 유입되어 전극부를 통해 적어도 이온교환막부에서 제2 방향을 따라 유동하며 전극부를 통해 본체부의 하부 방향으로 유출되도록 안내되고, 제2 용액은 본체부의 상부 방향으로 유입되어 적어도 이온교환막부에서 제1 방향을 따라 유동하며 본체부의 하부 방향으로 유출되도록 안내될 수 있다.The first solution flows in the upper direction of the body portion and flows through the electrode portion at least in the ion exchange membrane portion along the second direction and is guided to flow out of the lower portion of the body portion through the electrode portion, and the second solution flows in the upper direction of the body portion, At least in the ion exchange membrane portion may be guided to flow along the first direction and flow out in the lower direction of the body portion.
제1 커버는 적어도 제1 용액이 유입되는 제1 용액 유입부, 제2 용액이 유입되는 제2 용액 유입부, 그리고 제3 용액이 유입되는 제3 용액 유입부를 포함할 수 있다.The first cover may include at least a first solution inlet through which the first solution is introduced, a second solution inlet through which the second solution is introduced, and a third solution inlet through which the third solution is introduced.
제2 커버는 적어도 제1 용액이 유출되는 제1 용액 유출부, 제2 용액이 유출되는 제2 용액 유출부, 그리고 제3 용액이 유출되는 제3 용액 유출부를 포함할 수 있다.The second cover may include at least a first solution outlet through which the first solution flows out, a second solution outlet through which the second solution flows out, and a third solution outlet through which the third solution flows out.
이온교환막부는 제11 전극 분리부에 대응하여 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 유입홈과 연결되어 제1 용액의 유입과 제2 방향 유동을 안내하는 유입 저장 채널, 그리고 제12 전극 분리부에 대응하여 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 유출홈과 연결되어 제1 용액의 유출을 안내하는 유출 저장 채널을 포함할 수 있다.The ion exchange membrane portion forms a storage space in which a portion of the ion exchange membrane is opened along the first direction and is sealed at an upper portion and a lower portion, and connected to an inflow groove to guide the inflow of the first solution and the flow in the second direction. An inlet storage channel, and a storage space in which a portion is opened in a first direction and sealed at an upper portion and a lower portion corresponding to the twelfth electrode separator, and an outlet storage connected to the outlet groove to guide the outflow of the first solution. It may include a channel.
제1 방향을 따라 이온교환막부의 상부 또는 하부에 구비되어 이온교환막부로 공급되는 용액의 유량에 따라 회전하며 이온교환막부에 잔류하는 이물질을 제거하는 이물질 제거부를 포함할 수 있다.It may include a foreign material removal unit that is provided on the upper or lower portion of the ion exchange membrane portion in the first direction and rotates according to the flow rate of the solution supplied to the ion exchange membrane portion to remove the foreign matter remaining in the ion exchange membrane portion.
이물질 제거부는 이온교환막부로 공급되는 용액의 유동력에 반응하여 회전력을 발생하는 복수의 회전날개를 구비하는 원판형상의 회전체, 그리고 일단이 회전체의 하부에 결합되고 타단이 이온교환막부의 청소면에 접하도록 구비되며, 회전체의 회전에 연동되어 이온교환막부에 잔류하는 이물질을 제거하는 청소부를 포함할 수 있다.The foreign material removal unit has a disk-shaped rotating body having a plurality of rotary blades that generate rotational force in response to the flow force of the solution supplied to the ion exchange membrane portion, and one end thereof is coupled to the lower portion of the rotating body, and the other end is the cleaning surface of the ion exchange membrane portion. It is provided so as to contact, and may include a cleaning unit for removing the foreign matter remaining in the ion exchange membrane in conjunction with the rotation of the rotating body.
회전체는 중심부에 구비되는 제1 회전 지지부, 제1 회전 지지부의 외곽에서 원주방향을 따라 이격된 위치에 구비되는 제2 회전 지지부, 그리고 제1 회전 지지부와 제2 회전 지지부 사이에 복수의 회전날개를 갖고 용액의 흐름에 연동되어 회전력을 발생하는 회전 가이드부를 포함할 수 있다.The rotating body includes a first rotational support provided at a center, a second rotational support provided at a position spaced along the circumferential direction from the outside of the first rotational support, and a plurality of rotary blades between the first rotational support and the second rotational support. It may include a rotary guide portion having a rotational force linked to the flow of the solution.
청소부는 회전 가이드부의 하부에 구비되는 브러쉬를 포함할 수 있다.The cleaning part may include a brush provided under the rotation guide part.
염도차 발전장치에 사용되는 염도차 발전부의 전극 구조와 이온교환막의 적층구조를 개선하여 염도차 발전부의 배열, 교체 및 모듈화가 용이하여 유지보수가 편리하고, 전력 생산 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.It is easy to arrange, replace and modularize salinity power generation parts by improving the electrode structure of the salinity power generation part and the ion exchange membrane laminated structure used in salinity power generation device, so it is easy to maintain and improve the power production efficiency. have.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 염도차 발전장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing a salinity generator according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 결합관계를 도시한 분리 사시도이다.2 is an exploded perspective view illustrating the coupling relationship of FIG. 1.
도 3은 제1 전극을 중심으로 이온교환막부가 적층되어 제1 유로와 제2 유로를 형성하는 관계를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a relationship in which an ion exchange membrane part is stacked around a first electrode to form a first flow path and a second flow path.
도 4는 음이온교환막에 결합되는 오염물질 방지층을 도시한 도면이다.4 is a view showing a contaminant prevention layer bonded to the anion exchange membrane.
도 5는 제1 전극의 결합관계를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a coupling relationship between first electrodes.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 염도차 발전장치를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a salinity generator according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 도 6의 결합관계를 도시한 분리 사시도이다.7 is an exploded perspective view illustrating the coupling relationship of FIG. 6.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 염도차 발전장치를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a salinity generator according to a third embodiment of the present invention.
도 9는 도 8의 결합관계를 도시한 분리 사시도이다.9 is an exploded perspective view illustrating the coupling relationship of FIG. 8.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 염도차 발전장치를 도시한 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a salinity generator according to a fourth embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 염도차 발전장치의 충방전 관계를 도시한 도면이다.11 is a view showing the charge-discharge relationship of the salinity difference generator according to a fourth embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 염도차 발전장치의 모듈결합관계를 도시한 도면이다.12 is a view showing a module coupling relationship of the salinity generator according to the first embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 염도차 발전장치의 다른 모듈결합관계를 도시한 도면이다.FIG. 13 is a view showing another module coupling relationship of the salinity generator according to the first embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 염도차 발전장치의 형성단계를 도시한 도면이다.FIG. 14 is a view illustrating a step of forming a salinity generator according to a fifth embodiment of the present invention.
도 15는 제1 전극의 결합관계를 도시한 도면이다.15 is a diagram illustrating a coupling relationship between first electrodes.
도 16은 제1 전극을 중심으로 이온교환막부가 적층되어 제1 유로와 제2 유로를 형성하는 관계를 도시한 도면이다.FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship in which an ion exchange membrane part is stacked around a first electrode to form a first flow path and a second flow path.
도 17은 전극 케이스와 접촉부의 실시예를 도시한 도면이다.17 illustrates an embodiment of an electrode case and a contact portion.
도 18은 전극 케이스와 접촉부의 다른 실시예를 도시한 도면이다.18 is a view showing another embodiment of the electrode case and the contact portion.
도 19는 전극 케이스와 접촉부의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.19 is a view showing another embodiment of the electrode case and the contact portion.
도 20은 전극에서의 공급 유체의 흐름에 관해 도시한 도면이다.20 is a diagram showing the flow of the supply fluid at the electrode.
도 21은 전극과 맞닿은 이온교환막의 조합에 관해 도시한 도면이다.FIG. 21 shows a combination of ion exchange membranes in contact with an electrode.
도 22는 본 발명의 제5 실시예에 따른 염도차 발전장치의 외부에서 용액 흐름관계를 도시한 도면이다.FIG. 22 is a diagram illustrating a solution flow relationship outside the salinity generator according to the fifth embodiment of the present invention. FIG.
도 23은 본 발명의 제5 실시예에 따른 염도차 발전장치의 내부에서 용액 흐름관계를 도시한 도면이다.FIG. 23 is a view illustrating a solution flow relationship in the salinity generator according to the fifth embodiment of the present invention.
도 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 염도차 발전장치의 형성단계를 도시한 도면이다.24 is a view illustrating a step of forming a saltwater generator apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
도 25는 본 발명의 제6 실시예에 따른 염도차 발전장치의 외부에서 용액 흐름관계를 도시한 도면이다.FIG. 25 is a view illustrating a solution flow relationship outside the salinity generator according to the sixth embodiment of the present invention.
도 26은 본 발명의 제6 실시예에 따른 염도차 발전장치의 내부에서 용액 흐름관계를 도시한 도면이다.FIG. 26 is a view illustrating a solution flow relationship in a salinity generator according to a sixth embodiment of the present invention.
도 27은 본 발명의 제7 실시예에 따른 염도차 발전장치의 형성단계를 도시한 도면이다.27 is a view illustrating a step of forming a salinity generator according to a seventh embodiment of the present invention.
도 28은 본 발명의 제7 실시예에 따른 제1 전극의 결합관계를 도시한 도면이다.28 is a diagram illustrating a coupling relationship between first electrodes according to a seventh exemplary embodiment of the present invention.
도 29는 제1 전극을 중심으로 이온교환막부가 적층된 상태에서 전극용액의 흐름에 관해 도시한 도면이다.FIG. 29 is a diagram showing the flow of an electrode solution in a state where ion exchange membrane parts are stacked around a first electrode. FIG.
도 30은 본 발명의 제8 실시예에 따른 염도차 발전장치의 형성단계를 도시한 도면이다.FIG. 30 is a view illustrating a step of forming a salinity generator according to an eighth embodiment of the present invention.
도 31은 본 발명의 제8 실시예에 따른 제1 전극의 결합관계를 도시한 도면이다.31 is a view showing a coupling relationship between a first electrode according to an eighth embodiment of the present invention.
도 32는 제1 전극을 중심으로 이온교환막부가 적층된 상태에서 전극용액의 흐름에 관해 도시한 도면이다.FIG. 32 is a view showing the flow of the electrode solution in a state where ion exchange membrane parts are stacked around the first electrode. FIG.
도 33은 본체부와 이물질 제거부의 결합관계를 도시한 도면이다.33 is a view showing a coupling relationship between the main body and the foreign material removing unit.
도 34는 본체부와 이물질 제거부의 결합관계를 도시한 단면도이다.34 is a cross-sectional view showing a coupling relationship between the main body and the foreign matter removing unit.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” include plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the term "comprising" embodies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element, and / or component, and other specific characteristics, region, integer, step, operation, element, component, and / or group. It does not exclude the presence or addition of.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Commonly defined terms used are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed contents, and are not interpreted as ideal or very formal meaning unless defined.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 염도차 발전장치를 도시한 도면이며, 도 2는 도 1의 결합관계를 도시한 분리 사시도이다. 그리고 도 3은 제1 전극을 중심으로 이온교환막부가 적층되어 제1 유로와 제2 유로를 형성하는 관계를 도시한 도면이며, 도 4는 음이온교환막에 결합되는 오염물질 방지층을 도시한 도면이고, 도 5는 제1 전극의 결합관계를 도시한 도면이다.1 is a view showing a salinity generator according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view showing the coupling relationship of FIG. 3 is a view showing a relationship in which an ion exchange membrane part is stacked around a first electrode to form a first flow path and a second flow path, and FIG. 4 is a view illustrating a pollution prevention layer bonded to the anion exchange membrane. 5 is a diagram illustrating a coupling relationship between first electrodes.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 염도차 발전장치는 서로 다른 염 농도를 갖는 제1 용액과 제2 용액이 서로 다른 유로를 통해 각각 유입되어 염도차 발전 전기를 생산하는 염도차 발전부를 포함하며, 염도차 발전장치에 사용되는 염도차 발전부의 조립과 적층구조를 개선하여 염도차 발전부의 배열, 교체 및 모듈화가 용이하여 유지보수가 편리하고, 전력 생산 효율을 개선할 수 있다. 염도차 발전부는 본체부, 전극부, 그리고 이온교환막부(240)를 포함하며, 제1 유로를 유동하는 제1 용액과 제2 유로를 유동하는 제2 용액의 염도차에 따라 제2 용액에 포함된 이온성물질이 이온교환막부(240)를 선택적으로 이동하며 전기를 생산할 수 있다.1 to 5, in the salinity generator according to the first embodiment of the present invention, the first solution and the second solution having different salt concentrations are respectively introduced through different flow paths to generate the salinity difference electricity generation. It includes the salinity car power generation unit to produce, improves the assembly and stacking structure of the salinity car power generation unit used in the salinity car power generation device, so that it is easy to arrange, replace and modularize the salinity car power generation unit, and it is easy to maintain and improve the power production efficiency. can do. The salinity difference generator includes a body part, an electrode part, and an ion exchange membrane part 240, and is included in the second solution according to the salinity difference between the first solution flowing through the first flow path and the second solution flowing through the second flow path. The ionic material may selectively move the ion exchange membrane unit 240 to produce electricity.
본체부는 높이방향인 제1 방향으로 길고 원주방향인 제2 방향으로 라운드된 형상으로 형성될 수 있다. 본체부는 제1 프레임(100), 제1 커버(20), 제2 커버(30), 그리고 제2 프레임(10)을 포함할 수 있다.The main body may be formed in a shape that is long in the first direction in the height direction and rounded in the second direction in the circumferential direction. The body part may include a first frame 100, a first cover 20, a second cover 30, and a second frame 10.
제1 프레임(100)은 전극부와 이온교환막부(240)를 지지하며, 제1 용액이 유동하는 통로인 제1 유로와 제2 용액이 유동하는 통로인 제2 유로의 메인 경로를 형성할 수 있다. 제1 유로는 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다. 제1 유로는 제1 방향을 따라 상부의 일부가 개구된 유입구멍(102)을 갖고 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 용액의 제1 방향 유입을 안내하여 유입된 제1 용액을 저장하는 유입 저장 채널, 유입 저장 채널에 연결되어 제2 방향을 따라 제1 용액의 유입 유동을 안내하는 제1 개구부(241)를 갖는 제1 채널, 그리고 유입 저장 채널과 격리된 공간에 구비되어 제1 방향을 따라 하부의 일부가 개구된 유출구멍을 갖고 상부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 채널에 연결되어 제1 방향을 따라 제1 용액의 유출 유동을 안내하는 유출 저장 채널을 포함할 수 있다. 제2 유로는 제2 개구부(242)를 통해 제1 방향의 상부로 유입되어 제1 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다. 여기서, 제1 용액은 해수일 수 있으며, 제1 용액은 고농도 염이 3.0wt% 이상인 고농도 용액일 수 있다. 제2 용액은 담수일 수 있으며, 제2 용액은 저농도 염이 0.1wt% 이하인 저농도 용액일 수 있다. 즉, 제1 용액은 농도가 0.1wt% 이하인 용액의 사용이 가능하며, 제2 용액은 농도가 3.0wt% 이상인 모든 용액의 사용이 가능하다. 이와는 반대로, 제1 용액은 농도가 0.1wt% 이하인 용액의 사용이 가능하며, 제2 용액은 농도가 3.0wt% 이상인 모든 용액의 사용이 가능하다.The first frame 100 supports the electrode part and the ion exchange membrane part 240, and may form a main path of the first flow path through which the first solution flows and the second flow path through which the second solution flows. have. The first flow path may flow into the upper portion of the first direction, flow along the second direction, and flow out of the lower portion of the first direction. The first flow path has an inflow hole 102 having a portion of the upper portion thereof opened along the first direction, and forms a storage space sealed at the bottom thereof, and guides the inflow of the first solution in the first direction to store the first solution introduced therein. A first channel having a first opening 241 connected to the inlet storage channel, the first opening 241 connected to the inlet storage channel, and guiding the inflow of the first solution along the second direction; A portion of the lower portion of the lower portion having an outlet hole opened along the direction to form a sealed storage space, and having an outlet storage channel connected to the first channel to guide the outflow of the first solution along the first direction. have. The second flow path may flow into the upper portion of the first direction through the second opening 242, flow along the first direction, and flow out of the lower portion of the first direction. Here, the first solution may be seawater, and the first solution may be a high concentration solution having a high concentration of salt of 3.0 wt% or more. The second solution may be fresh water, and the second solution may be a low concentration solution of 0.1 wt% or less of the low concentration salt. That is, the first solution may use a solution having a concentration of 0.1 wt% or less, and the second solution may use any solution having a concentration of 3.0 wt% or more. On the contrary, the first solution may use a solution having a concentration of 0.1 wt% or less, and the second solution may use any solution having a concentration of 3.0 wt% or more.
제1 커버(20)는 제1 프레임(100)의 상부에 결합되며, 제1 유로와 제2 유로의 일부 경로를 형성 할 수 있다. 제1 커버(20)의 외측에는 제1 용액이 유입되는 제1 용액 유입부(24), 제2 용액이 유입되는 제2 용액 유입부(22), 그리고 전극용액이 유입되는 전극용액 유입부(26)를 포함할 수 있다. 여기서, 제3 용액인 전극용액은 제1 용액일 수 있다. 그리고 제3 용액은 고농도 염수 및 페로시아나이드(Ferrocyanide: [Fe(CN)6]4-) 계열의 용액 또는 전해질 용액 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The first cover 20 may be coupled to the upper portion of the first frame 100 and form a partial path between the first flow path and the second flow path. Outside the first cover 20, the first solution inlet part 24 into which the first solution is introduced, the second solution inlet part 22 into which the second solution is introduced, and the electrode solution inlet part into which the electrode solution is introduced ( 26). Here, the electrode solution which is the third solution may be the first solution. The third solution may include at least one of a high concentration saline solution and a ferrocyanide ([Fe (CN) 6] 4- ) based solution or an electrolyte solution.
제1 커버(20)의 내측에는 제1 용액이 유입되어 제1 유로로 안내되는 제1 용액 유입구멍, 제2 용액이 유입되어 안내되는 제2 용액 유입구멍, 그리고 전극용액이 유입되어 안내되는 전극용액 유입구멍이 구비될 수 있다.Inside the first cover 20, the first solution inflow hole in which the first solution is introduced into the first flow path, the second solution inflow hole in which the second solution is introduced, and the electrode solution is introduced into the first cover 20. Solution inlet hole may be provided.
제2 커버(30)는 제1 프레임(100)의 하부에서 제1 커버(20)와 대응하는 위치에 결합되며, 제1 유로와 제2 유로의 나머지 경로를 형성할 수 있다. 제2 커버(30)의 외측에는 제1 용액이 유출되는 제1 용액 유출부(34), 제2 용액이 유출되는 제2 용액 유출부(32), 그리고 전극용액이 유출되는 전극용액 유출부(36)를 포함할 수 있다. 제2 커버(30)의 내측에는 제1 용액이 외부로 유출되도록 안내되는 제1 용액 유출구멍, 제2 용액이 외부로 유출되도록 안내되는 제2 용액 유출구멍, 그리고 전극용액이 유출되도록 안내되는 전극용액 유출구멍이 구비될 수 있다.The second cover 30 may be coupled to a position corresponding to the first cover 20 at the lower portion of the first frame 100 and may form the remaining paths of the first flow path and the second flow path. Outside the second cover 30, the first solution outlet 34 through which the first solution flows out, the second solution outlet 32 through which the second solution flows out, and the electrode solution outlet through which the electrode solution flows out ( 36). Inside the second cover 30, the first solution outlet hole is guided to outflow the first solution to the outside, the second solution outlet hole is guided to outflow the second solution, and the electrode solution is guided to outflow Solution outlet holes may be provided.
제2 프레임(10)은 제1 프레임(100)의 내부 결합을 지지하는 외형을 갖고 형성할 수 있다. 제2 프레임(10)은 상부와 하부가 개구된 형상이며, 측면도 부분 개구되어 제1 프레임(100)을 보호할 수 있다. 제2 프레임(10)은 스택의 길이 방향을 따라 조립의 용이성 및 자동화를 위해 단일 또는 복수개가 결합된 구조로 조립될 수 있다.The second frame 10 may be formed to have an outer shape that supports the inner coupling of the first frame 100. The second frame 10 has a shape in which an upper portion and a lower portion are opened, and a side surface of the second frame 10 may be partially opened to protect the first frame 100. The second frame 10 may be assembled in a single or multiple combined structure for ease of assembly and automation along the length direction of the stack.
전극부는 제1 전극(220), 제2 전극(260), 전극 케이스(224), 접촉부(226)를 포함할 수 있다.The electrode unit may include a first electrode 220, a second electrode 260, an electrode case 224, and a contact unit 226.
제1 전극(220)은 본체부의 중심부에서 제1 방향으로 길게 원기둥형상으로 형성되어 내측 중심부에 구비될 수 있다. 즉, 제1 전극(220)은 제1 방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 제1 프레임(100)의 내측 중심부에 구비될 수 있다.The first electrode 220 may be formed in a cylindrical shape extending in the first direction from the center of the main body portion to be provided at the inner center. That is, the first electrode 220 may be formed in a cylindrical shape along the first direction to be provided at the inner center of the first frame 100.
제2 전극(260)은 제1 전극(220)으로부터 미리 설정된 간격으로 이격되어 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 형성될 수 있다. The second electrode 260 may be spaced apart from the first electrode 220 at predetermined intervals and formed in a round shape in the second direction.
전극 케이스(224)는 제1 전극(220)을 보호하는 형상을 갖고 제1 전극(220)의 외측에서 제1 전극(220)을 감싸는 원통형으로 형성할 수 있다. 전극 케이스(224)는 제1 방향을 따라 길게 개구부(224a)를 구비할 수 있다. The electrode case 224 may have a shape of protecting the first electrode 220 and may be formed in a cylindrical shape surrounding the first electrode 220 on the outside of the first electrode 220. The electrode case 224 may include an opening 224a extending along the first direction.
제1 전극(220)과 제2 전극(260)은 내측 중심부와 외측에 각각 구비됨을 고려하여 전극 면적의 균형을 맞추기 위해 제1 전극(220)의 구조를 반응 면적이 극대화하도록 형성할 수 있다.Considering that the first electrode 220 and the second electrode 260 are provided at the inner center and the outer side, the first electrode 220 and the second electrode 260 may be formed to maximize the structure of the first electrode 220 in order to balance the electrode area.
접촉부(226)는 제1 전극(220)의 외주면과 전극 케이스(224) 사이에 구비되어 제3 유로를 흐르는 제3 용액과의 접촉면적을 증대시킬 수 있다. 접촉부(226)는 제3 용액과의 접촉면적을 증대시켜 반응면적을 확보함으로써, 중심부의 제1 전극(220)과 외측의 제2 전극(260) 간에 전극 면적의 균형을 맞출 수 있으면 다양한 형태로 형성될 수 있다. 접촉부(226)는 제1 전극(220)의 외주면에 접힌형상 또는 굴곡된 판형으로 형성될 수 있으며, 핀형상, 해리컬 구조로 구비될 수 있다. 또한, 제1 전극(220) 자체를 폼(form) 또는 메쉬(mesh) 구조로 형성할 수도 있다. 그리고 접촉부(226)는 복수로 구비될 수 있다. 예를 들어, 접촉부(226)는 제1 전극(220)의 외측에 구비되는 제1 접촉부(226a), 그리고 제1 접촉부(226a)의 외측에 구비되는 제2 접촉부(226b)를 포함할 수 있다. 접촉부(226)를 복수로 구비함에 따라 제1 용액과의 접촉면적을 더 증대시킬 수 있다. 또한, 제1 전극(220)은 접촉부(226)와 일체형으로 구성할 수 있으며, 이를 통해 제1 전극(220)의 탈착이 가능하도록 구성하여 제1 전극(220)의 유지세정을 용이하도록 할 수 있다.The contact part 226 may be provided between the outer circumferential surface of the first electrode 220 and the electrode case 224 to increase the contact area with the third solution flowing through the third flow path. The contact portion 226 increases the contact area with the third solution to secure the reaction area, and thus, the contact part 226 may have various shapes as long as the electrode area can be balanced between the first electrode 220 at the center and the second electrode 260 at the outside. Can be formed. The contact part 226 may be formed in a folded shape or a curved plate shape on the outer circumferential surface of the first electrode 220, and may be provided in a pin shape or a nautical structure. In addition, the first electrode 220 may be formed in a form or a mesh structure. And the contact portion 226 may be provided in plurality. For example, the contact portion 226 may include a first contact portion 226a provided on the outside of the first electrode 220 and a second contact portion 226b provided on the outside of the first contact portion 226a. . By providing a plurality of contact portions 226, the contact area with the first solution can be further increased. In addition, the first electrode 220 may be integrally formed with the contact portion 226, and thus may be configured to be detachable from the first electrode 220, thereby facilitating the cleaning of the first electrode 220. have.
제2 전극(260)은 곡률을 갖는 원판형으로 형성되어 제1 전극(220)과 간격을 두고 이온교환막부(240)의 외측에 구비될 수 있다. 제2 전극(260)의 외주면에 간격을 두고 제4 유로를 형성하며, 제3 유로의 출구에 연결되어 유입되는 제3 용액이 제4 유로를 따라 유동하여 외부로 유출하도록 안내하는 전극 커버부(230)를 더 포함할 수 있다. 전극 커버부(230)의 외측에는 전극용액 유출부(36)로부터 유출되는 전극용액이 제4 유로로 유입되는 전극용액 입구(232), 전극용액 입구(232)와 대응하는 위치에 구비되어 제4 유로를 따라 유동한 전극용액이 외부로 유출되는 전극용액 출구(234)를 포함할 수 있다. 전극 커버부(230)는 제2 프레임(10)에 결합될 수 있다. 전극 커버부(230)는 일체형으로 형성될 수 있으며, 필요에 따라 복수로 구분되어 제2 프레임(10)에 결합되는 형태로 형성될 수도 있다.The second electrode 260 may be formed in a disc shape having a curvature and may be provided outside the ion exchange membrane part 240 at intervals from the first electrode 220. An electrode cover part may be formed on the outer circumferential surface of the second electrode 260 at intervals to guide the third solution, which is connected to the outlet of the third flow path and flows in and flows out along the fourth flow path. 230) may be further included. On the outside of the electrode cover part 230, an electrode solution flowing out of the electrode solution outlet 36 is provided at a position corresponding to the electrode solution inlet 232 and the electrode solution inlet 232 that flow into the fourth flow path. The electrode solution flowing along the flow path may include an electrode solution outlet 234 that flows out. The electrode cover part 230 may be coupled to the second frame 10. The electrode cover part 230 may be formed in one piece, and may be formed in a form that is divided into a plurality and coupled to the second frame 10 as necessary.
이온교환막부(240)는 그리고 제1 전극(220)과 제2 전극(260) 사이에서 제1 전극(220)을 중심으로 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 적층되는 양이온교환막(2410)(CEM ; Cation Exchange Membrane)과 음이온교환막(2401)(AEM ; Anion Exchange Membrane)을 포함한 분리막층을 복수로 포함할 수 있다. 그리고 이온교환막부(240)는 양이온교환막(2410)과 음이온교환막(2401)에 각각 구비되어 서로 이웃한 교환막과 간격을 유지하면서 제1 용액과 제2 용액의 유로가 되는 스페이서가 형성될 수 있다. 즉, 이온교환막부(240)에서 분리막층은 음이온교환막(2401), 제1 용액 스페이서(2402), 양이온교환막(2410), 제2 용액 스페이서(2412)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 용액 스페이서(2402)를 사이에 두고 결합되는 음이온교환막(2401)과 양이온교환막(2410)은 서로 순서를 바꾸어 구비될 수 있다. 즉, 분리막층은 음이온교환막(2401), 제1 용액 스페이서(2402), 양이온교환막(2410), 제2 용액 스페이서(2412)의 순서로 구비될 수 있으며, 양이온교환막(2410), 제1 용액 스페이서(2402), 음이온교환막(2401), 제2 용액 스페이서(2412)의 순서로 구비될 수도 있다. 분리막층은 양이온교환막(2410), 제1 용액 스페이서(2402), 양이온교환막(2410), 제2 용액 스페이서(2412)의 조합을 1세트로 하며, 복수의 세트로 구비될 수 있다. 이러한 경우, 분리막층은 음이온교환막(2401), 제1 용액 스페이서(2402), 양이온교환막(2410), 제2 용액 스페이서(2412)의 조합을 1세트로 하여 나선(spiral)형으로 돌리면서 복수의 세트로 적층하면서 원통형 스택을 형성할 수 있다. 제1 용액 스페이서(2402)는 음이온교환막(2401)과 양이온교환막(2410) 사이에 구비되며, 제1 용액이 흐르는 통로인 제1 개구부(241)의 양측벽이 가스켓 또는 접착층으로 구비될 수 있다. 제2 용액 스페이서(2412)는 음이온교환막(2401)과 양이온교환막(2410) 사이에 구비되며, 제1 용액이 흐르는 통로인 제1 개구부(241)의 양측벽이 가스켓 또는 접착층으로 구비될 수 있다. 따라서, 원통형 스택이 형성된 상태에서 제1 용액은 제1 개구부(241)를 통해 원통형 스택의 원주방향인 제2 방향을 따라 흐르며, 제2 용액은 제2 개구부(242)를 통해 원통형 스택의 높이방향인 제1 방향을 따라 흐르게 할 수 있다. 상기한 바와 같이 이온교환막부(240)에서 양이온교환막(2410)과 음이온교환막(2401)은 가스켓과 일체형으로 구비될 수 있다. 또한, 스페이서는 양이온교환막(2410)과 음이온교환막(2401) 표면에 유로 패턴을 갖는 패턴형 이온교환막으로 형성될 수 있다. 따라서, 이온교환막부(240)는 평막형상의 이온교환막에 스페이서를 추가하여 구성하는 방식과 패턴형 이온교환막을 단독으로 사용하는 경우 모두 구현할 수 있다. The ion exchange membrane unit 240 may include a cation exchange membrane 2410 (CEM) stacked between the first electrode 220 and the second electrode 260 in a round shape in a second direction about the first electrode 220. A plurality of separator layers including a Cation Exchange Membrane) and an anion exchange membrane 2401 (AEM; Anion Exchange Membrane) may be included. In addition, the ion exchange membrane unit 240 may be provided in the cation exchange membrane 2410 and the anion exchange membrane 2401, respectively, and a spacer may be formed as a flow path between the first and second solutions while maintaining a gap with the adjacent exchange membrane. That is, the separator layer in the ion exchange membrane unit 240 may include an anion exchange membrane 2401, a first solution spacer 2402, a cation exchange membrane 2410, and a second solution spacer 2412. Here, the anion exchange membrane 2401 and the cation exchange membrane 2410 coupled with the first solution spacer 2402 therebetween may be provided in reverse order. That is, the separator layer may be provided in the order of the anion exchange membrane 2401, the first solution spacer 2402, the cation exchange membrane 2410, and the second solution spacer 2412, and the cation exchange membrane 2410 and the first solution spacer. 2402, anion exchange membrane 2401, and second solution spacers 2412. The separator layer is a combination of a cation exchange membrane 2410, a first solution spacer 2402, a cation exchange membrane 2410, and a second solution spacer 2412, and may be provided in a plurality of sets. In this case, the separator layer is formed by combining a combination of the anion exchange membrane 2401, the first solution spacer 2402, the cation exchange membrane 2410, and the second solution spacer 2412 in a spiral manner, The cylindrical stacks can be formed while laminating in sets. The first solution spacer 2402 is provided between the anion exchange membrane 2401 and the cation exchange membrane 2410, and both side walls of the first opening 241, which is a passage through which the first solution flows, may be provided as a gasket or an adhesive layer. The second solution spacer 2412 is provided between the anion exchange membrane 2401 and the cation exchange membrane 2410, and both side walls of the first opening 241, which is a passage through which the first solution flows, may be provided as a gasket or an adhesive layer. Accordingly, in the state where the cylindrical stack is formed, the first solution flows through the first opening 241 along the second direction, which is the circumferential direction of the cylindrical stack, and the second solution flows through the second opening 242 in the height direction of the cylindrical stack. Can flow along the first direction. As described above, the cation exchange membrane 2410 and the anion exchange membrane 2401 in the ion exchange membrane unit 240 may be provided integrally with the gasket. In addition, the spacer may be formed as a patterned ion exchange membrane having a flow path pattern on the surface of the cation exchange membrane 2410 and the anion exchange membrane 2401. Therefore, the ion exchange membrane unit 240 can be implemented both by adding a spacer to the flat membrane-shaped ion exchange membrane and when using a patterned ion exchange membrane alone.
이온교환막부(240)는 롤 형태로 감겨 적층된 상태에서 미리 설정된 위치에 1개의 절단면을 갖는 형태로 형성할 수 있다. 이온교환막부(240)의 절단면이 최소화되면 절단에 따른 조립 공정의 불편성 및 구조의 복잡성을 최소화할 수 있어, 스택 조립의 생산성을 확보할 수 있다. 제1 용액이 유동하는 제1 유로와 제2 용액이 유동하는 제2 유로가 제1 방향 또는 제2 방향에서 서로 격리되어 구획될 수 있다. 이온교환막부(240)는 양이온교환막(2410)과 음이온교환막(2401)의 적층시 비 이온전도성의 아주 얇은 친수성의 다공성 필름을 분리막의 막 오염 저감 층 또는 오염 물질 방지층(2401a1, 2401a2)으로 사용할 수 있다. 또한, 다공성 지지체를 사용함으로써 이온은 이온교환막쪽으로 확산시키고, 음이온성 오염물질의 적층을 감소시킬 수 있다. 그리고 오염물질이 적층되더라도 물리적 적층으로 후처리시 잘 떨어질 수 있다.The ion exchange membrane part 240 may be formed in a shape having one cut surface at a predetermined position in a rolled state in a roll shape. When the cut surface of the ion exchange membrane portion 240 is minimized, inconvenience of assembly process due to cutting and complexity of the structure may be minimized, thereby securing stack assembly productivity. The first flow path in which the first solution flows and the second flow path in which the second solution flows may be partitioned apart from each other in the first direction or the second direction. The ion exchange membrane unit 240 may use a very thin hydrophilic porous film having a non-ion conductivity when the cation exchange membrane 2410 and the anion exchange membrane 2401 are stacked as a membrane contamination reduction layer or a pollution prevention layer 2401a1 or 2401a2 of the separator. have. In addition, by using a porous support, ions can diffuse toward the ion exchange membrane and reduce the deposition of anionic contaminants. And even if contaminants are stacked, they may fall off well after physical treatment.
그리고 스페이서 또는 패턴 이외에 모세관현상이 매우 잘 발생되는 구조의 지지체를 사용할 경우, 외부의 펌프 도움없이 지속적으로 충방전이 가능한 소형 파워 팩(power pack)을 구성할 수 있다. 또한, 다공성 지지체를 사용함으로써 이온은 이온교환막쪽으로 확산시키고, 음이온성 오염물질의 적층을 감소시킬 수 있다. 그리고 오염물질이 적층되더라도 물리적 적층으로 후처리시 잘 떨어질 수 있다. 여기서, 지지체는 휴지와 같은 종이, 친수성 직물, 부직포 복합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모세관 현상에 의해 펌프의 도움 없이도 용액 공급이 가능한 지지체를 일반 스페이서 대신 사용할 수 있으므로 충전식 원통형 스택(rechargeable stack)에 적용할 수 있다.In addition, when a support having a structure in which capillary phenomenon is generated in addition to the spacer or the pattern is used, a small power pack capable of continuously charging and discharging without an external pump may be configured. In addition, by using a porous support, ions can diffuse toward the ion exchange membrane and reduce the deposition of anionic contaminants. And even if contaminants are stacked, they may fall off well after physical treatment. Here, the support may comprise paper, such as tissue paper, hydrophilic fabrics, nonwoven composites. For example, a capillary phenomenon can be applied to a rechargeable cylindrical stack since a support capable of supplying a solution without the help of a pump can be used instead of a general spacer.
한편, 이온교환막부(240)의 외주면과 제2 전극(260)의 사이에 구비되는 전극 스페이서(250)를 더 포함할 수 있다. 그리고 이온교환막부(240)에 구비되어 제1 유로와 제2 유로 이외의 부분을 밀봉하는 밀봉부를 더 포함할 수 있다. 밀봉부는 이온교환막부(240)의 절단면을 본딩하는 방법을 포함하여 제1 유로와 제2 유로 이외의 부분을 밀봉함으로써 각각의 유로를 통해서만 해당되는 용액이 흐르도록 실링하는 기능을 할 수 있다. 따라서, 밀봉부는 제4 유로에도 적용이 가능하다. 밀봉부를 적용함으로써 제1 용액과 제2 용액 등이 각각 실링상태를 유지하며, 본체부 내에서 해당되는 유로를 통해 이동할 수 있다. 그리고 이온교환막부(240)는 이온교환막의 표면에 형성되는 오염물질 방지층(2401a1, 2401a2)을 더 포함할 수 있다. 오염물질 방지층(2401a1, 2401a2)은 다공성 지지체로 형성할 수 있다. 오염물질 방지층(2401a1, 2401a2)은 이온교환전도성 물질이 함침되지 않은 다공성 지지체를 사용할 수 있다. 오염물질 방지층(2401a1, 2401a2)의 경우, 분리막의 조립 단계에서 추가될 수 있고, 또는 분리막의 생산 과정에서 일체형으로 구성할 수 있다. 오염물질 방지층(2401a1, 2401a2)은 기공 크기가 10~50nm이고 두께가 1um 미만인 친수성이면서 기공성 지지체(Hydrophilic Porous substrate) 또는 코팅층으로 형성할 수 있다. 분리막 성능에 영향을 최소화하기 위해 오염물질 방지층(2401a1, 2401a2)의 두께는 최소화될수록 유리하다. 오염물질 방지층(2401a1, 2401a2)은 음이온교환막(2401)의 표면에 형성될 수 있다. 음이온교환막(2401)의 표면에 오염물질의 부착을 방지하는 오염물질 방지층(2401a1, 2401a2)을 다공성 지지체로 형성함으로써 이온은 이온교환막쪽으로 확산시키고, 음이온성 오염물질의 적층은 감소시킬 수 있다. 그리고 오염물질이 일부 적층되더라도 물리적 적층으로 후처리시 잘 떨어질 수 있다. 따라서, 음이온교환막(2401)의 표면 오염에 대한 방지 및 후처리 공정에서 더 큰 효과를 얻을 수 있다. 그리고 전체적인 이온교환막의 이온교환 반응을 향상시킬 수 있으며 염도차 발전부의 발전효율을 더 증대시킬 수 있다. 기존에는 음이온 교환 특성에 따른 음이온성 오염물질이 다수 적층 가능성이 있었고, 한 번 적층되면 이온 결합으로 후처리시에도 잘 떨어지지 않는 문제점이 있었다. The electrode spacer 250 may be further provided between the outer circumferential surface of the ion exchange membrane unit 240 and the second electrode 260. The device may further include a sealing part provided in the ion exchange membrane part 240 to seal portions other than the first flow path and the second flow path. The sealing part may include a method of bonding the cut surface of the ion exchange membrane part 240 to seal a portion other than the first flow path and the second flow path so that a corresponding solution flows only through each flow path. Therefore, the sealing part is also applicable to the fourth flow path. By applying the sealing part, the first solution, the second solution, and the like are maintained in a sealed state, respectively, and can move through the corresponding flow path in the main body part. In addition, the ion exchange membrane unit 240 may further include a contaminant prevention layer 2401a1 and 2401a2 formed on the surface of the ion exchange membrane. The contaminant prevention layers 2401a1 and 2401a2 may be formed of a porous support. The pollutant prevention layers 2401a1 and 2401a2 may use a porous support that is not impregnated with an ion exchange conductive material. In the case of the contaminant preventing layers 2401a1 and 2401a2, they may be added in the assembly step of the separator, or may be integrally formed in the production process of the separator. The contaminant prevention layers 2401a1 and 2401a2 may be formed as a hydrophilic porous substrate or a coating layer having a pore size of 10 to 50 nm and a thickness of less than 1 μm. In order to minimize the effect on the membrane performance, the thickness of the contaminant prevention layers 2401a1 and 2401a2 is advantageous as it is minimized. Contaminant prevention layers 2401a1 and 2401a2 may be formed on the surface of the anion exchange membrane 2401. By forming the pollutant preventing layers 2401a1 and 2401a2 that prevent adhesion of contaminants on the surface of the anion exchange membrane 2401 as a porous support, ions can be diffused toward the ion exchange membrane and the stack of anionic contaminants can be reduced. And even if some of the contaminants are stacked, they may fall off well after physical treatment. Therefore, a greater effect can be obtained in the prevention of the surface contamination of the anion exchange membrane 2401 and in the post-treatment process. And it is possible to improve the overall ion exchange reaction of the ion exchange membrane and further increase the power generation efficiency of the salinity difference generator. Conventionally, there was a possibility of stacking a large number of anionic contaminants according to the anion exchange characteristics, and once laminated, there was a problem that the ion bonds did not fall well even after treatment.
상기한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 염도차 발전장치는 양이온교환막(2410)과 음이온교환막(2401)의 한 쌍을 이용하여 복수의 이온분리막을 나선(spiral)형 적층구조로 개선한 원통형의 염도차 발전부에서 복수의 이온교환막을 따라 제1 용액 또는 제2 용액이 해당되는 유로를 통해 크로스 플로우(cross-flow)가 가능하다. 그리고 염도차 발전부를 원통형 스택 형태로 형성함으로써 대용량을 위한 모듈화에 매우 유리할 뿐 아니라, 교체와 재생이 매우 간단한 장점을 갖는다. 또한, 염도차 발전부의 조립이 간단하여 생산 단가를 낮출 수 있다. 또한, 원통형 스택의 운전 도중 후처리가 용이하여 오염 물질의 처리가 용이하고, 사용되는 에너지를 감소시킬 수 있다. 여기서, 후처리는 물리적 방식의 공기 주입법(air sparging)을 사용할 수 있다. 그리고 후처리는 화학적 방식의 희석된 수산화나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na2CO3) 또는 산 등을 이용한 세정(CIP ; Cleaning In Place)을 사용할 수 있다. 또한, 후처리는 물리적 방식과 화학적 방식을 조합한 형태로도 사용할 수 있다.As described above, the salinity difference generator according to the first embodiment of the present invention improves a plurality of ion separation membranes into a spiral stacked structure by using a pair of a cation exchange membrane 2410 and an anion exchange membrane 2401. In a cylindrical salinity generator, cross-flow is possible through a flow path corresponding to a first solution or a second solution along a plurality of ion exchange membranes. And by forming the salinity generator in the form of a cylindrical stack is not only very advantageous for modularization for large capacity, but also has the advantage of very simple replacement and regeneration. In addition, since the assembly of the salinity difference power generation unit is simple, the production cost can be lowered. In addition, the post-processing during the operation of the cylindrical stack is easy to facilitate the treatment of contaminants and to reduce the energy used. Here, the post-treatment may use a physical method of air sparging. And the post-treatment may use a cleaning (CIP; Cleaning In Place) using diluted sodium hydroxide (NaOH), sodium carbonate (Na2CO3) or acid in a chemical manner. The post-treatment can also be used in a combination of physical and chemical methods.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 염도차 발전장치를 도시한 도면이며, 도 7은 도 6의 결합관계를 도시한 분리 사시도이다. 도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 염도차 발전장치는 본 발명의 제1 실시예에 따른 염도차 발전장치와 같이 염도차 발전부를 원통형 스택 형태로 형성한다. 다만, 이온교환막부(240a)의 절단면이 1개인 구조에서 제1 용액의 유로와 전극용액의 유로를 상이하게 형성한 차이점이 있다.6 is a view showing a salinity generator according to a second embodiment of the present invention, Figure 7 is an exploded perspective view showing the coupling relationship of FIG. 6 and 7, the salinity generator according to the second embodiment of the present invention forms a salinity generator in the form of a cylindrical stack like the salinity generator according to the first embodiment of the present invention. However, there is a difference in that the flow path of the first solution and the flow path of the electrode solution are differently formed in the structure having one cut surface of the ion exchange membrane portion 240a.
먼저, 제1 커버(20a)는 제1 프레임(100a)의 상부에 결합되며, 제1 유로와 제2 유로의 일부 경로를 형성 할 수 있다. 제1 커버(20a)의 외측에는 제1 용액이 유입되는 제1 용액 유입부(24a1), 제1 용액이 유출되는 제1 용액 유출부(24a2), 제2 용액이 유입되는 제2 용액 유입부(22a), 그리고 제3 용액인 전극용액이 유입되는 전극용액 유입부(26a)를 포함할 수 있다. 여기서, 전극용액 유입부(26a)는 제1 유입부(26a1), 제2 유입부(26a2)로 형성할 수 있다. 제1 유입부(26a1)에는 제1 유입구멍(26a11)이 구비되며, 제2 유입부(26a2)에는 제2 유입구멍(26a21)이 구비될 수 있다. 제1 유입부(26a1)는 전극 커버부(230a)의 전극용액 입구(232a)와 연결될 수 있다. 따라서, 전극용액은 제1 유입부(26a1)와 전극용액 입구(232a)로 각각 공급될 수 있다.First, the first cover 20a may be coupled to an upper portion of the first frame 100a and form a partial path between the first flow path and the second flow path. Outside the first cover 20a, the first solution inlet 24a1 through which the first solution flows in, the first solution outlet 24a2 through which the first solution flows out, and the second solution inlet through which the second solution flows in 22a, and an electrode solution inlet 26a into which an electrode solution as a third solution flows. Here, the electrode solution inlet 26a may be formed as a first inlet 26a1 and a second inlet 26a2. The first inlet 26a1 may include the first inlet 26a11, and the second inlet 26a2 may include the second inlet 26a21. The first inlet part 26a1 may be connected to the electrode solution inlet 232a of the electrode cover part 230a. Accordingly, the electrode solution may be supplied to the first inlet 26a1 and the electrode solution inlet 232a, respectively.
제2 커버(30a)는 제1 프레임(100a)의 하부에서 제1 커버(20a)와 대응하는 위치에 결합되며, 제2 커버(30a)의 외측에는 제2 용액이 유출되는 제2 용액 유출부(32a)를 포함할 수 있다.The second cover 30a is coupled to a position corresponding to the first cover 20a at a lower portion of the first frame 100a, and a second solution outlet portion through which the second solution flows out of the second cover 30a. And may include 32a.
본 발명의 제2 실시예에 따른 염도차 발전장치의 제1 유로는 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 상부로 유출될 수 있다. 제1 유로는 제1 방향을 따라 상부의 일부가 개구된 유입구멍(102a1)을 갖고 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 용액의 제1 방향 유입을 안내하는 유입 저장 채널, 유입 저장 채널에 연결되어 제2 방향을 따라 제1 용액의 유입 유동을 안내하는 제1 채널, 그리고 유입 저장 채널과 격리된 공간에 구비되어 제1 방향을 따라 상부의 일부가 개구된 유출구멍(102a2)을 갖고 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 채널에 연결되어 제1 방향을 따라 제1 용액의 유출 유동을 안내하는 유출 저장 채널을 포함할 수 있다.The first flow path of the salinity generator according to the second embodiment of the present invention may flow into the upper portion of the first direction, flow along the second direction, and flow out of the upper portion of the first direction. The first flow path has an inflow hole 102a1 having a portion of the upper portion thereof opened along the first direction, and forms a storage space sealed at the bottom thereof. The inflow storage channel and the inflow storage channel guide the inflow of the first solution in the first direction. A first channel connected to the first channel for guiding the inflow of the first solution in a second direction, and an outlet hole 102a2 provided in a space separated from the inlet storage channel and having a portion of an upper portion thereof opened in the first direction; The lower portion forms a sealed storage space, and may include an outlet storage channel connected to the first channel to guide the outlet flow of the first solution along the first direction.
상기한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 염도차 발전장치는 내부 전극인 제1 전극으로 유입되는 전극용액의 유출입구조 및 제1 용액의 유출입 구조를 변경하여 복수의 스택을 연결하여 모듈로 구성할 때 연결라인 구성이 용이해져 전체적인 염도차 발전장치의 모듈화 공정 관리에 유리할 수 있다.As described above, the salinity difference generator according to the second embodiment of the present invention changes the outflow structure of the electrode solution flowing into the first electrode as the internal electrode and the outflow structure of the first solution to connect the plurality of stacks to the module. When configuring, it is easy to configure the connection line can be advantageous to the modular process control of the overall salinity generator.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 염도차 발전장치를 도시한 도면이며, 도 9는 도 8의 결합관계를 도시한 분리 사시도이다. 도 8과 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 염도차 발전장치는 본 발명의 제1 실시예에 따른 염도차 발전장치와 같이 염도차 발전부를 원통형 스택 형태로 형성한다. 다만, 이온교환막부(240b)의 절단면이 2개인 구조에서 제1 용액의 유로와 전극용액의 유로를 상이하게 형성한 차이점이 있다. 이온교환막부(240b)의 절단면은 서로 대향되는 위치에 구비될 수 있다. 그리고 이온교환막부(240b)의 절단면이 2개인 구조에 대응하여 제2 전극(260b1, 260b2), 전극 스페이서(250b1, 250b2), 전극 커버부(230b1, 230b2)가 각각 2개로 구분되어 형성되는 점에서도 차이점이 있다. 제2 전극(260b1, 260b2)은 제21 전극(260b1)과 제22 전극(260b2)을 포함할 수 있다. 전극 스페이서(250b1, 250b2)는 제1 전극 스페이서(250b1)와 제2 전극 스페이서(250b2)를 포함할 수 있다. 그리고 전극 커버부(230b1, 230b2)는 제1 전극 커버부(230b1)와 제2 전극 커버부(230b2)를 포함할 수 있다.FIG. 8 is a diagram illustrating a salinity generator according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an exploded perspective view illustrating the coupling relationship of FIG. 8. 8 and 9, the salinity difference generator according to the third embodiment of the present invention forms the salinity difference generator in the form of a cylindrical stack like the salinity difference generator according to the first embodiment of the present invention. However, there is a difference in that the flow path of the first solution and the electrode solution flow path are differently formed in the structure having two cut surfaces of the ion exchange membrane part 240b. The cut surfaces of the ion exchange membrane portion 240b may be provided at positions facing each other. In addition, the second electrodes 260b1 and 260b2, the electrode spacers 250b1 and 250b2, and the electrode cover parts 230b1 and 230b2 are respectively divided into two, corresponding to the structure having two cut surfaces of the ion exchange membrane part 240b. There is also a difference. The second electrodes 260b1 and 260b2 may include a twenty-first electrode 260b1 and a twenty-second electrode 260b2. The electrode spacers 250b1 and 250b2 may include a first electrode spacer 250b1 and a second electrode spacer 250b2. The electrode cover parts 230b1 and 230b2 may include a first electrode cover part 230b1 and a second electrode cover part 230b2.
먼저, 제1 커버(20b)는 제1 프레임(100b)의 상부에 결합되며, 제1 유로와 제2 유로의 일부 경로를 형성 할 수 있다. 제1 커버(20b)의 외측에는 제1 용액이 유입되는 제1 용액 유입부(24b), 제2 용액이 유입되는 제2 용액 유입부(22b), 그리고 제3 용액인 전극용액이 유입되는 전극용액 유입부(26b)를 포함할 수 있다. First, the first cover 20b may be coupled to an upper portion of the first frame 100b and form a partial path between the first flow path and the second flow path. Outside the first cover 20b, the first solution inlet part 24b into which the first solution is introduced, the second solution inlet part 22b into which the second solution is introduced, and the electrode into which the third electrode solution is introduced Solution inlet 26b.
제2 커버(30b)는 제1 프레임(100b)의 하부에서 제1 커버(20b)와 대응하는 위치에 결합되며, 제2 커버(30b)의 외측에는 제1 용액이 유출되는 제1 용액 유출부(34b), 제2 용액이 유출되는 제2 용액 유출부(32b), 전극용액이 유출되는 전극용액 유출부(36b)를 포함할 수 있다.The second cover 30b is coupled to a position corresponding to the first cover 20b at the lower portion of the first frame 100b, and the first solution outlet part in which the first solution flows out of the second cover 30b. 34b, a second solution outlet 32b through which the second solution flows out, and an electrode solution outlet 36b through which the electrode solution flows out.
그리고 제1 전극 커버부(230b1)의 외측에는 전극용액 유출부(36b)로부터 유출되는 전극용액이 제4 유로로 유입되는 제1 전극용액 입구(232b1), 제1 전극용액 입구(232b1)와 대응하는 위치에 구비되어 제4 유로를 따라 유동한 전극용액이 외부로 유출되는 제1 전극용액 출구(234b1)를 포함할 수 있다. 제2 전극 커버부(230b2)의 외측에는 전극용액 유출부(36b)로부터 유출되는 전극용액이 제4 유로로 유입되는 제2 전극용액 입구(232b2), 제2 전극용액 입구(232b2)와 대응하는 위치에 구비되어 제4 유로를 따라 유동한 전극용액이 외부로 유출되는 제2 전극용액 출구(234b2)를 포함할 수 있다. 즉, 전극용액 입구는 제1 입구, 제2 입구로 형성할 수 있다. 그리고 전극용액 출구는 제1 출구, 제2 출구로 형성할 수 있다. 제1 입구와 제2 입구는 제2 커버(30b)의 전극용액 유출부(36b)와 각각 연결될 수 있다. 따라서, 전극용액은 전극용액 유출부(36b)를 통해 제1 입구와 제2 입구로 각각 각각 공급될 수 있다.On the outside of the first electrode cover part 230b1, the electrode solution flowing out of the electrode solution outlet 36b corresponds to the first electrode solution inlet 232b1 and the first electrode solution inlet 232b1, which flow into the fourth flow path. It may include a first electrode solution outlet (234b1) is provided at a position to flow along the fourth flow path flows out to the outside. Outside the second electrode cover part 230b2, the electrode solution flowing out of the electrode solution outlet 36b corresponds to the second electrode solution inlet 232b2 and the second electrode solution inlet 232b2, which flow into the fourth flow path. It may include a second electrode solution outlet 234b2 which is provided at a position and flows along the fourth flow path to the outside. That is, the electrode solution inlet may be formed as a first inlet and a second inlet. The electrode solution outlet may be formed as a first outlet and a second outlet. The first inlet and the second inlet may be connected to the electrode solution outlet 36b of the second cover 30b, respectively. Therefore, the electrode solution may be respectively supplied to the first inlet and the second inlet through the electrode solution outlet 36b.
본 발명의 제3 실시예에 따른 염도차 발전장치의 제1 유로는 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다. 다만, 제1 용액이 제2 방향을 따라 유동하는 길이를 짧게 형성할 수 있다. 제1 유로는 제1 방향을 따라 상부의 일부가 개구된 유입구멍(102b)을 갖고 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 용액의 제1 방향 유입을 안내하는 유입 저장 채널, 유입 저장 채널에 연결되어 제2 방향을 따라 제1 용액의 유입 유동을 안내하는 제1 채널, 그리고 유입 저장 채널과 격리된 공간에 구비되어 제1 방향을 따라 하부의 일부가 개구된 유출구멍을 갖고 상부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 채널에 연결되어 제1 방향을 따라 제1 용액의 유출 유동을 안내하는 유출 저장 채널을 포함할 수 있다. 여기서, 이온교환막부의 절단면은 제1 절단면, 제2 절단면으로 구분될 수 있다. 그리고 유입 저장 채널과 유출 저장 채널은 이온교환막부의 제1 절단면과 제2 절단면에 각각 대응하여 서로 대향되는 위치에 구비될 수 있다. 즉, 유입 저장 채널은 제1 절단면에 구비될 수 있으며, 유출 저장 채널은 제2 절단면에 구비될 수 있다.The first flow path of the salinity generator according to the third embodiment of the present invention may flow into the upper portion of the first direction, flow along the second direction, and flow out of the lower portion of the first direction. However, the length of the first solution flowing along the second direction may be shortened. The first flow path has an inflow hole 102b having a portion of the upper portion thereof opened along the first direction, and forms a storage space sealed at the bottom thereof. The inflow storage channel and the inflow storage channel guide the inflow of the first solution in the first direction. A first channel connected to the first channel for guiding the inflow of the first solution in a second direction, and in a space separate from the inlet storage channel, the outlet portion having a portion of the lower portion opened in the first direction and sealed at the upper portion thereof. And an outlet storage channel connected to the first channel to guide the outlet flow of the first solution along the first direction. Here, the cut surface of the ion exchange membrane portion may be divided into a first cut surface, a second cut surface. The inflow storage channel and the outflow storage channel may be provided at positions opposite to each other in correspondence with the first and second cut surfaces of the ion exchange membrane portion, respectively. That is, the inlet storage channel may be provided on the first cut surface, and the outflow storage channel may be provided on the second cut surface.
상기한 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따른 염도차 발전장치는 제1 용액의 유출입 구조와 외부 전극인 제2 전극(260b1, 260b2)으로 유입되는 전극용액의 유출입구조를 변경하여 전체적인 염도차 발전장치의 발전 성능을 향상시킬 수 있다. 이온교환막부(240b)의 절단면이 많아 지면 조립 과정이 복잡해질 수 있으나 이온 교환막을 감는 두께가 증가할 경우, 제1 용액의 이동 거리가 늘어나 제2 용액과의 염도차이에 의한 성능 감소와 농도 분극 현상이 심화될 수 있다. 따라서, 이온교환막을 감는 두께가 증가할수록 이온교환막부(240b)의 절단면이 1개인 것 보다는 2개인 경우가 염도차 발전장치의 발전 성능 향상에 유리하다.As described above, in the salinity difference generator according to the third embodiment of the present invention, the salinity difference is changed by changing the outflow structure of the first solution and the outflow structure of the electrode solution flowing into the second electrodes 260b1 and 260b2 which are external electrodes. The power generation performance of the power generator can be improved. If the cut surface of the ion exchange membrane portion 240b is increased, the assembly process may be complicated. However, when the thickness of the ion exchange membrane is increased, the moving distance of the first solution increases, and the performance decreases due to the salinity difference from the second solution and the concentration polarization increases. The phenomenon may be intensified. Therefore, as the thickness of the ion-exchange membrane is increased, two cases in which the cut surface of the ion-exchange membrane portion 240b is more than one is advantageous for improving the power generation performance of the salinity generator.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 염도차 발전장치를 도시한 도면이며, 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 염도차 발전장치의 충방전 관계를 도시한 도면이다. 도 10과 도 11을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 염도차 발전장치는 본 발명의 제1 실시예에 따른 염도차 발전장치와 같이 염도차 발전부를 원통형 스택 형태로 형성한다. 다만, 이온교환막부(240c)의 절단면이 2개인 구조에서 제2 용액의 제2 유로와 제3 용액인 전극용액의 제3 유로와 제4 유로방향을 제1 방향으로 동일하게 형성하여 염 충원이 용이하게 할 수 있다. 그리고 제1 용액의 유로는 기존과 같이하여 이온 염도차와 전극 반응을 용이하게 할 수 있도록 구성한 차이점이 있다. 이온교환막부(240c)의 절단면은 서로 대향되는 위치에 구비될 수 있다. 그리고 이온교환막부(240c)의 절단면이 2개인 구조에 대응하여 제2 전극(260c), 전극 스페이서, 전극 커버부가 각각 2개로 구분되어 형성되는 점과 제2 전극(260c)의 형상을 다르게 형성하고 소형의 충전형으로 형성하는 점에서도 차이점이 있다.FIG. 10 is a diagram illustrating a salinity generator according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a diagram illustrating a charge / discharge relationship of the salinity generator according to a fourth embodiment of the present invention. 10 and 11, the salinity generator according to the fourth embodiment of the present invention forms a salinity difference generator in the form of a cylindrical stack like the salinity generator according to the first embodiment of the present invention. However, in the structure having two cut surfaces of the ion exchange membrane portion 240c, the third flow path and the fourth flow path direction of the electrode solution which is the second flow path and the third solution of the second solution are formed in the same direction in the first direction, so that the salt filling is performed. It can be done easily. And the flow path of the first solution has a difference configured to facilitate the ion salinity difference and the electrode reaction as in the conventional. The cut surfaces of the ion exchange membrane portion 240c may be provided at positions facing each other. In addition, the second electrode 260c, the electrode spacer, and the electrode cover part are formed in two parts and the shape of the second electrode 260c is formed differently corresponding to the structure having two cut surfaces of the ion exchange membrane part 240c. There is also a difference in the form of a compact charging type.
먼저, 제1 커버(20c)는 제1 프레임(100c)의 상부에 결합되며, 제1 유로, 제2 유로, 제3 유로, 제4 유로의 일부 경로를 형성 할 수 있다. 제1 커버(20c)의 외측에는 제1 용액이 유입되는 제1 용액 유입부(24c), 그리고 제3 용액인 전극용액이 유입되는 전극용액 유입부(26c)를 포함할 수 있다. First, the first cover 20c may be coupled to an upper portion of the first frame 100c and may form some paths of the first flow passage, the second flow passage, the third flow passage, and the fourth flow passage. The outer side of the first cover 20c may include a first solution inlet 24c into which the first solution is introduced, and an electrode solution inlet 26c into which the third electrode solution is introduced.
제2 커버(30c)는 제1 프레임(100c)의 하부에서 제1 커버(20c)와 대응하는 위치에 결합되며, 제2 커버(30c)의 외측에는 제1 용액이 유출되는 제1 용액 유출부(34c)를 포함할 수 있다.The second cover 30c is coupled to a position corresponding to the first cover 20c at the lower portion of the first frame 100c, and the first solution outlet part through which the first solution flows out of the second cover 30c. 34c).
본 발명의 제3 실시예에 따른 염도차 발전장치의 제1 유로는 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다. 다만, 제1 용액이 제2 방향을 따라 유동하는 길이를 짧게 형성할 수 있다. 제1 유로는 제1 방향을 따라 상부의 일부가 개구된 유입구멍(102c)을 갖고 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 용액의 제1 방향 유입을 안내하는 유입 저장 채널, 유입 저장 채널에 연결되어 제2 방향을 따라 제1 용액의 유입 유동을 안내하는 제1 채널, 그리고 유입 저장 채널과 격리된 공간에 구비되어 제1 방향을 따라 하부의 일부가 개구된 유출구멍을 갖고 상부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 채널에 연결되어 제1 방향을 따라 제1 용액의 유출 유동을 안내하는 유출 저장 채널을 포함할 수 있다. 여기서, 이온교환막부(240c)의 절단면은 제1 절단면, 제2 절단면으로 구분될 수 있다. 그리고 유입 저장 채널과 유출 저장 채널은 이온교환막부(240c)의 제1 절단면과 제2 절단면에 각각 대응하여 서로 대향되는 위치에 구비될 수 있다. 즉, 유입 저장 채널은 제1 절단면에 구비될 수 있으며, 유출 저장 채널은 제2 절단면에 구비될 수 있다.The first flow path of the salinity generator according to the third embodiment of the present invention may flow into the upper portion of the first direction, flow along the second direction, and flow out of the lower portion of the first direction. However, the length of the first solution flowing along the second direction may be shortened. The first flow path has an inflow hole 102c having a portion of the upper portion thereof opened along the first direction and forms a storage space sealed at the bottom thereof, and the inflow storage channel and the inflow storage channel which guide the inflow of the first solution in the first direction. A first channel connected to the first channel for guiding the inflow of the first solution along the second direction, and in a space separate from the inflow storage channel, the outlet portion having a portion of the lower portion opened along the first direction and sealed at the top thereof. And an outlet storage channel connected to the first channel to guide the outlet flow of the first solution along the first direction. Here, the cut surface of the ion exchange membrane portion 240c may be divided into a first cut surface and a second cut surface. In addition, the inflow storage channel and the outflow storage channel may be provided at positions facing each other corresponding to the first and second cut surfaces of the ion exchange membrane portion 240c, respectively. That is, the inlet storage channel may be provided on the first cut surface, and the outflow storage channel may be provided on the second cut surface.
상기한 바와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따른 염도차 발전장치는 제1 용액의 유출입 구조와 제2 전극(260c)의 형상을 변경하여 염도차 발전장치를 충전과 방전이 가능한 소형 파워팩으로 형성할 수 있다. 충전식 원통형 스택(rechargeable stack)으로 형성하기 위해 이온교환막부(240c)에서 스페이서 대신 모세관 현상을 이용할 수 있는 모세관 현상 유도 지지체를 이용하여 유로를 형성할 수 있다. 예를 들어, 직물 휴지와 같이 모세관 현상에 의해 펌프의 도움없이도 모세관 현상에 의해 유량 공급이 가능하게 구현할 수 있다. 그리고 외부 전극인 제2 전극(260c)의 형상을 다르게 형성할 수 있다. 한편, 상부 커버인 제1 커버(20c)는 개폐가 용이하게 형성할 수 있다. 제1 커버(20c)를 통해 염충전과 제1 용액의 공급이 별도로 가능하도록 분리할 수 있다. 하부 커버인 제2 커버(30c)를 통해서는 제1 용액만 배출되도록 형성할 수 있다.As described above, the salinity difference generator according to the fourth embodiment of the present invention is formed into a small power pack capable of charging and discharging the salinity difference generator by changing the shape of the inflow and outflow structure of the first solution and the second electrode 260c. can do. In order to form a rechargeable cylindrical stack, a flow path may be formed using a capillary phenomenon inducing support that may use a capillary phenomenon instead of a spacer in the ion exchange membrane part 240c. For example, it is possible to implement a flow rate supply by capillary action without the aid of a pump by capillary action, such as a tissue tissue. In addition, the shape of the second electrode 260c which is the external electrode may be differently formed. On the other hand, the first cover 20c which is the upper cover can be easily opened and closed. Salt filling and separation of the first solution may be separately provided through the first cover 20c. Through the second cover 30c which is the lower cover, only the first solution may be discharged.
본 발명의 제4 실시예에 따른 염도차 발전장치를 충전식 원통형 스택으로 형성함으로써 염충전과 염방전을 반복적으로 충방전을 실시하여 전기를 생산할 수 있다. 그리고 제3 용액인 전극용액은 저농도 용액을 사용시 물 반응을 유도하기 위해 분리막 적층을 2.5V이상 되도록 설계할 수 있다. 그리고 염용액의 사용이 가능하다. 또한, 본 발명의 제4 실시예에서의 연속 충방전 시스템의 구현을 위해 제1 유로로 공급되는 용액은 저농도 용액을 사용하고, 제2 유로, 제3 유로, 그리고 제4 유로에 공급되는 제2 용액과 전극용액으로 사용되는 제3 용액은 고농도의 염용액을 사용할 수 있다.By forming the salt cell car generator according to the fourth embodiment of the present invention as a rechargeable cylindrical stack, it is possible to repeatedly charge and discharge the salt charge and the salt discharge to produce electricity. In addition, the electrode solution, which is the third solution, may be designed to have a separator stack of 2.5V or more in order to induce a water reaction when using a low concentration solution. And salt solution can be used. In addition, for the implementation of the continuous charge / discharge system according to the fourth embodiment of the present invention, the solution supplied to the first flow path uses a low concentration solution, and the second flow path is supplied to the second flow path, the third flow path, and the fourth flow path. The third solution used as the solution and the electrode solution may use a high concentration of salt solution.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 염도차 발전장치의 모듈결합관계를 도시한 도면이다. 도 12를 참조하면, 절단면 2개인 원통형 스택을 복수로 구비하고, 제1 용액의 연결라인과 제2 용액의 연결라인을 구비하여 개별 원통형 스택을 연결함으로써 염도차 발전장치의 모듈을 형성할 수 있다.12 is a view showing a module coupling relationship of the salinity generator according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, a module of a salinity generator may be formed by connecting a plurality of cylindrical stacks having two cutting surfaces and connecting individual cylindrical stacks with a connecting line of the first solution and a connecting line of the second solution. .
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 염도차 발전장치의 다른 모듈결합관계를 도시한 도면이다. 도 13을 참조하면, 절단면 2개인 원통형 스택을 복수로 구비함에 있어서, 이온교환막부가 포함된 본체부 층, 본체부 층을 기준으로 상부의 용액 입구층, 하부의 용액 출구층을 각각 구분하여 적층형태로 형성할 수 있다. 그리고 제1 용액의 연결라인과 제2 용액의 연결라인, 그리고 전극용액의 연결라인을 통해 본체부 층에 구비된 개별 원통형 스택을 연결함으로써 염도차 발전장치의 모듈을 형성할 수 있다. 상기한 바와 같이 염도차 발전장치를 모듈화하면, 각 개별의 원통형 스택을 각각 연결하는데 필요한 연결 부품을 최소화하면서 발전 용량을 증대시킬 수 있기 때문에 염도차 발전 시스템의 소형화 및 모듈의 경제성을 확보할 수 있다.FIG. 13 is a view showing another module coupling relationship of the salinity generator according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13, in a plurality of cylindrical stacks having two cutting surfaces, the main body layer including the ion exchange membrane part, the upper solution inlet layer, and the lower solution outlet layer based on the main body layer are separately stacked. It may be formed in the form. In addition, the modules of the salinity generator can be formed by connecting the individual cylindrical stacks provided in the main body layer through the connection line of the first solution, the connection line of the second solution, and the connection line of the electrode solution. As described above, by modularizing the salinity generator, it is possible to increase the power generation capacity while minimizing the connecting parts required to connect each individual cylindrical stack, thereby miniaturizing the salinity generator system and securing the economics of the module. .
도 14은 본 발명의 제5 실시예에 따른 염도차 발전장치의 형성단계를 도시한 도면이며, 도 15는 제1 전극의 결합관계를 도시한 도면이다. 그리고 도 16은 제1 전극을 중심으로 이온교환막부가 적층되어 제1 유로와 제2 유로를 형성하는 관계를 도시한 도면이다. 도 17는 전극 케이스와 접촉부의 실시예를 도시한 도면이며, 도 18는 전극 케이스와 접촉부의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 19은 전극 케이스와 접촉부의 또 다른 실시예를 도시한 도면이며, 도 20은 전극부에서 공급 유체의 흐름에 관해 도시한 도면이고, 도 21은 전극 맞닿아 있는 이온교환막 (shielding membrane)의 가능한 여러 조합에 관해 도시한 도면이다. 그리고 도 22은 본 발명의 제5 실시예에 따른 염도차 발전장치의 외부에서 용액 흐름관계를 도시한 도면이며, 도 23은 본 발명의 제5 실시예에 따른 염도차 발전장치의 내부에서 용액 흐름관계를 도시한 도면이다.FIG. 14 is a view illustrating a step of forming a salinity generator according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a view illustrating a coupling relationship between first electrodes. FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship in which an ion exchange membrane part is stacked around a first electrode to form a first flow path and a second flow path. 17 is a view showing an embodiment of the electrode case and the contact portion, Figure 18 is a view showing another embodiment of the electrode case and the contact portion. 19 is a view showing another embodiment of the electrode case and the contact portion, FIG. 20 is a view showing the flow of the supply fluid in the electrode portion, and FIG. 21 is a possible view of the shielding membrane in contact with the electrode It is a figure which shows about various combinations. FIG. 22 is a view illustrating a solution flow relationship in the salinity difference generator according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 23 is a solution flow in the salinity difference generator according to the fifth embodiment of the present invention. A diagram illustrating the relationship.
도 14 내지 도 23을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 염도차 발전장치는 서로 다른 염 농도를 갖는 제1 용액과 제2 용액이 서로 다른 유로를 통해 각각 유입되어 염도차 발전 전기를 생산하는 염도차 발전부(1000)를 포함하며, 염도차 발전장치에 사용되는 염도차 발전부(1000)의 조립과 적층구조를 개선하여 염도차 발전부(1000)의 배열, 교체 및 모듈화가 용이하여 유지보수가 편리하고, 전력 생산 효율을 개선할 수 있다. 염도차 발전부(1000)는 본체부, 전극부, 그리고 이온교환막부(1120)를 포함하며, 제1 유로를 유동하는 제1 용액과 제2 유로를 유동하는 제2 용액의 염도차에 따라 제2 용액에 포함된 이온성물질이 이온교환막부(1120)를 통해 제1 용액으로 선택적으로 이동하며 전기를 생산할 수 있다.14 to 23, the salinity generator according to the fifth embodiment of the present invention is the first solution and the second solution having a different salt concentration are respectively introduced through the different flow path to the salinity difference power generation electricity It includes a salinity generator unit 1000 to produce, improves the assembly and stacking structure of the salinity vehicle generator 1000 used in the salinity vehicle generator, easy arrangement, replacement and modularization of the salinity vehicle generator 1000. It is convenient to maintain and improve the power production efficiency. The salinity difference generator 1000 includes a body part, an electrode part, and an ion exchange membrane part 1120, and according to the salinity difference between the first solution flowing through the first flow path and the second solution flowing through the second flow path. The ionic material included in the solution 2 may selectively move to the first solution through the ion exchange membrane unit 1120 to produce electricity.
도 14을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 염도차 발전장치는 전극 케이스(1112) 내에 제1 전극(1114)을 결합한다(S10). 그리고 전극 케이스(1112)의 외주면을 따라 이온교환막에 접착 필름을 바르면서 유로 형성을 위한 스페이서와 함께 이온교환막부(1120)를 적층한다(S20). 이온교환막부(1120)의 외주면에 전극 스페이서(1130)를 결합한다(S30). 전극 스페이서(1130)의 외주면에 제2 전극(1140)을 결합한다(S40). 제2 전극(1140)의 외주면에 전극 커버부(1150)를 결합한다(S50). 이어서, 제1 커버(1200)와 제2 커버(1300)를 결합하고, 해당되는 유로를 연결하여 염도차 발전부(1000)를 형성한다.Referring to FIG. 14, the salinity generator according to the fifth embodiment of the present invention couples the first electrode 1114 into the electrode case 1112 (S10). The ion exchange membrane part 1120 is stacked together with a spacer for forming a flow path while applying an adhesive film to the ion exchange membrane along the outer circumferential surface of the electrode case 1112 (S20). The electrode spacer 1130 is coupled to the outer circumferential surface of the ion exchange membrane unit 1120 (S30). The second electrode 1140 is coupled to the outer circumferential surface of the electrode spacer 1130 (S40). The electrode cover part 1150 is coupled to the outer circumferential surface of the second electrode 1140 (S50). Subsequently, the first cover 1200 and the second cover 1300 are coupled to each other, and the corresponding flow path is connected to form the salinity difference power generation unit 1000.
본체부는 높이방향인 제1 방향으로 길고 원주방향인 제2 방향으로 라운드된 형상으로 형성될 수 있다. 본체부는 전극 스페이서(1130), 제2 전극(1140), 전극 커버부(1150), 제1 커버(1200), 제2 커버(1300)를 포함할 수 있다.The main body may be formed in a shape that is long in the first direction in the height direction and rounded in the second direction in the circumferential direction. The body part may include an electrode spacer 1130, a second electrode 1140, an electrode cover part 1150, a first cover 1200, and a second cover 1300.
전극 스페이서(1130)는 제4 유로를 형성하며, 제3 유로를 형성하는 제1 전극(1114)과 이온교환막부(1120)를 지지한다. 또한, 이온교환막부(1120)에 적용되는 스페이서는 제1 용액이 유동하는 통로인 제1 유로와 제2 용액이 유동하는 통로인 제2 유로의 메인 경로를 형성할 수 있다. 제1 유로는 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 상부로 유출될 수 있다. 제1 유로는 제1 방향을 따라 제1 용액의 상부 유입이 안내되고 하부가 실링된 저장공간을 형성하며, 제1 용액은 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 상부로 유출될 수 있다. 제2 유로는 제1 방향을 따라 제2 용액의 하부 유입이 안내되고 상부가 실링된 저장공간을 형성하며, 제2 용액은 제1 방향의 하부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다. 여기서, 제1 용액은 해수일 수 있으며, 제1 용액은 고농도 염이 3.0wt% 이상인 고농도 용액일 수 있다. 제2 용액은 담수일 수 있으며, 제2 용액은 저농도 염이 0.1wt% 이하인 저농도 용액일 수 있다. 즉, 제1 용액은 농도가 3.0wt% 이상 인 용액의 사용이 가능하며, 제2 용액은 농도가 0.1wt% 이하인 모든 용액의 사용이 가능하다. 이와는 반대로, 제1 용액은 농도가 0.1wt% 이하인 용액의 사용이 가능하며, 제2 용액은 농도가 3.0wt% 이상인 모든 용액의 사용이 가능하다.The electrode spacer 1130 forms a fourth flow path and supports the first electrode 1114 and the ion exchange membrane part 1120 that form the third flow path. In addition, the spacer applied to the ion exchange membrane unit 1120 may form a main path of the first flow path that flows through the first solution and the second flow path that flows through the second solution. The first flow path may flow into the upper portion of the first direction, flow along the second direction, and flow out of the upper portion of the first direction. The first flow passage forms a storage space in which the upper inflow of the first solution is guided along the first direction and the lower portion is sealed, and the first solution flows in the upper direction of the first direction and flows along the second direction. Can flow out of the top of the direction. The second flow path forms a storage space in which the lower inflow of the second solution is guided along the first direction and the upper is sealed, and the second solution flows in the lower direction of the first direction and flows along the second direction. Can flow out to the bottom of the direction. Here, the first solution may be seawater, and the first solution may be a high concentration solution having a high concentration of salt of 3.0 wt% or more. The second solution may be fresh water, and the second solution may be a low concentration solution of 0.1 wt% or less of the low concentration salt. That is, the first solution may use a solution having a concentration of 3.0 wt% or more, and the second solution may use any solution having a concentration of 0.1 wt% or less. On the contrary, the first solution may use a solution having a concentration of 0.1 wt% or less, and the second solution may use any solution having a concentration of 3.0 wt% or more.
제1 커버(1200)는 본체부의 상부에 결합되며, 제1 유로를 형성 할 수 있다. 제1 커버(1200)의 외측에는 제1 용액이 유입되는 제1 용액 유입부(1224), 제1 용액이 유출되는 제1 용액 유출부(1222), 그리고 전극용액이 유입되는 전극용액 유입부(1226)를 포함할 수 있다. 여기서, 제3 용액인 전극용액은 제1 용액일 수 있다. 그리고 제3 용액은 고농도 염수 및 페로시아나이드(Ferrocyanide: [Fe(CN)6]4-) 계열의 용액 또는 전해질 용액 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The first cover 1200 may be coupled to an upper portion of the main body and form a first flow path. On the outside of the first cover 1200, a first solution inlet 1224 through which the first solution is introduced, a first solution outlet 1222 through which the first solution flows, and an electrode solution inlet through which the electrode solution is introduced ( 1226). Here, the electrode solution which is the third solution may be the first solution. The third solution may include at least one of a high concentration saline solution and a ferrocyanide ([Fe (CN) 6] 4- ) based solution or an electrolyte solution.
제1 커버(1200)의 내측에는 제1 용액이 유입되어 제1 유로로 안내되는 제1 용액 유입구멍, 제1 용액이 유출되어 안내되는 제1 용액 유출구멍, 그리고 전극용액이 유입되어 안내되는 전극용액 유입구멍이 구비될 수 있다.Inside the first cover 1200, a first solution inflow hole in which a first solution is introduced into the first flow path, a first solution outflow hole in which the first solution is outflowed, and an electrode solution is introduced into the first cover 1200. Solution inlet hole may be provided.
제2 커버(1300)는 본체부의 하부에서 제1 커버(1200)와 대응하는 위치에 결합되며, 제2 유로를 형성할 수 있다. 제2 커버(1300)의 외측에는 제2 용액이 유입되는 제2 용액 유입부(1334), 제2 용액이 유출되는 제2 용액 유출부(1332), 그리고 전극용액이 유출되는 전극용액 유출부(1336)를 포함할 수 있다. 제2 커버(1300)의 내측에는 제2 용액이 외부로 유입되도록 안내되는 제2 용액 유입구멍, 제2 용액이 외부로 유출되도록 안내되는 제2 용액 유출구멍, 그리고 전극용액이 유출되도록 안내되는 전극용액 유출구멍이 구비될 수 있다.The second cover 1300 may be coupled to a position corresponding to the first cover 1200 in a lower portion of the main body and form a second flow path. On the outside of the second cover 1300, the second solution inlet 1334 into which the second solution flows in, the second solution outlet 1332 through which the second solution flows out, and the electrode solution outlet through which the electrode solution flows out ( 1336). Inside the second cover 1300, a second solution inlet hole for guiding the second solution to the outside, a second solution outlet hole for guiding the second solution to the outside, and an electrode for guiding the electrode solution Solution outlet holes may be provided.
전극 커버부(1150)는 전극부와 이온교환막부(1120)의 내부 결합을 지지하는 외형을 갖고 형성할 수 있다. 전극 커버부(1150)는 상부와 하부가 개구된 원통형 형상이며, 내부의 구성을 보호할 수 있다. 전극 커버부(1150)는 제2 전극의 외주면에 간격을 두고 제4 유로를 형성하며, 제3 유로의 출구에 연결되어 유입되는 제3 용액이 제4 유로를 따라 유동하여 외부로 유출하도록 안내할 수 있다.The electrode cover part 1150 may be formed to have an outer shape to support internal coupling of the electrode part and the ion exchange membrane part 1120. The electrode cover part 1150 has a cylindrical shape with an upper portion and a lower portion opened, and may protect an internal configuration. The electrode cover part 1150 forms a fourth flow path at intervals on the outer circumferential surface of the second electrode, and is connected to the outlet of the third flow path to guide the third solution flowing along the fourth flow path to flow out. Can be.
전극부는 제1 전극(1114), 제2 전극(1140), 전극 케이스(1112), 접촉부(1116)를 포함할 수 있다. 제1 전극(1114)은 본체부의 중심부에서 제1 방향으로 길게 원기둥형상으로 형성되어 내측 중심부에 구비될 수 있다. 즉, 제1 전극(1114)은 제1 방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 본체부의 내측 중심부에 구비될 수 있다. 제1 전극(1114)은 원기둥형상의 양단에 형성된 원뿔형상의 가이드부(1114a)를 통해 제3 용액의 균일한 분산 흐름을 안내하여 제3 유로를 형성할 수 있다. 제3 유로는 제1 방향의 상부로 유입되어 제1 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다.The electrode part may include a first electrode 1114, a second electrode 1140, an electrode case 1112, and a contact part 1116. The first electrode 1114 may be formed in a cylindrical shape extending in the first direction from the center of the main body portion and provided at the inner center. That is, the first electrode 1114 may be formed in a cylindrical shape along the first direction and provided at an inner central portion of the main body. The first electrode 1114 may form a third flow path by guiding a uniform dispersion flow of the third solution through the conical guide parts 1114a formed at both ends of the cylindrical shape. The third flow path may flow into the upper portion of the first direction, flow along the first direction, and flow out to the lower portion of the first direction.
제2 전극(1140)은 제1 전극(1114)으로부터 미리 설정된 간격으로 이격되어 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 형성될 수 있다. The second electrode 1140 may be spaced apart from the first electrode 1114 at a predetermined interval to have a round shape in the second direction.
전극 케이스(1112)는 제1 전극(1114)을 보호하는 형상을 갖고 제1 전극(1114)의 외측에서 제1 전극(1114)을 감싸는 원통형으로 형성할 수 있다. 전극 케이스(1112)는 내부가 중공형인 원통형 구조에서 외면에 복수의 개구부가 형성될 수 있다. 여기서, 개구부는 도 17에 도시한 바와 같이 원형(1112a)으로 형성될 수 있다. 또한, 도 18에 도시한 바와 같이 제1 방향을 따라 길게 직선형(1112a1)으로 형성될 수 있다. 전극 케이스(1112)의 상부와 하부에는 미리 설정된 길이만큼 개구부가 형성되지 않게 형성할 수 있다. 전극 케이스(1112)는 실질적으로 이온교환막부(1120)가 감기는 부분이기 때문에 이온교환막부(1120)를 감고 매끈하게 절단해야 한다. 전극 케이스(1112)의 상부와 하부에 개구부를 형성하지 않기 때문에 이온교환막부(1120)를 용이하게 감을 수 있으며, 용이하게 절단할 수 있다. 한편 전극 케이스(1112)의 상부와 하부에는 나사산을 형성하여 대응하는 부품의 결합을 용이하게 구현할 수 있다. The electrode case 1112 may have a shape of protecting the first electrode 1114 and may have a cylindrical shape surrounding the first electrode 1114 at an outer side of the first electrode 1114. The electrode case 1112 may have a plurality of openings formed on an outer surface thereof in a hollow cylindrical structure. Here, the opening may be formed in a circular shape 1112a as shown in FIG. 17. In addition, as illustrated in FIG. 18, a straight line 1112a1 may be formed to extend in the first direction. The upper and lower portions of the electrode case 1112 may be formed such that an opening is not formed by a predetermined length. Since the electrode case 1112 is substantially a portion in which the ion exchange membrane portion 1120 is wound, the electrode case 1112 must be wound and cut smoothly. Since the openings are not formed in the upper and lower portions of the electrode case 1112, the ion exchange membrane portion 1120 can be easily wound and can be easily cut. On the other hand, the upper and lower portions of the electrode case 1112 may be formed with threads to facilitate the coupling of corresponding parts.
제1 전극(1114)과 제2 전극(1140)은 내측 중심부와 외측에 각각 구비됨을 고려하여 전극 면적의 균형을 맞추기 위해 제1 전극(1114)의 구조를 반응 면적이 극대화하도록 형성할 수 있다.The first electrode 1114 and the second electrode 1140 may be formed to maximize the structure of the first electrode 1114 in order to balance the electrode area in consideration of being provided at the inner center and the outer side, respectively.
접촉부(1116)는 제1 전극(1114)의 외주면과 전극 케이스(1112) 사이에 구비되어 제3 유로를 흐르는 제3 용액과의 접촉면적을 증대시킬 수 있다. 접촉부(1116)는 제3 용액과의 접촉면적을 증대시켜 반응면적을 확보함으로써, 중심부의 제1 전극(1114)과 외측의 제2 전극(1140) 간에 전극 면적의 균형을 맞출 수 있으면 다양한 형태로 형성될 수 있다. 접촉부(1116)는 제1 전극(1114)의 외주면에 핀형상으로 형성될 수 있다. 또한, 접촉부(1116)는 제1 전극(1114)의 외주면에 지그재그로 접힌형상 또는 굴곡된 판형(1116a)으로 형성될 수 있으며, 헤리컬 형상(1116b)으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극(1114) 자체를 폼(form) 형상(1116c) 또는 메쉬(mesh) 구조로 형성할 수도 있다. 그리고 접촉부(1116)는 복수로 구비될 수 있다. 예를 들어, 접촉부(1116)는 제1 전극(1114)의 외측에 구비되는 제1 접촉부, 그리고 제1 접촉부의 외측에 구비되는 제2 접촉부를 포함할 수 있다. 접촉부(1116)를 복수로 구비함에 따라 제1 용액과의 접촉면적을 더 증대시킬 수 있다. 또한, 제1 전극(1114)은 접촉부(1116)와 일체형으로 구성할 수 있으며, 이를 통해 제1 전극(1114)의 탈착이 가능하도록 구성하여 제1 전극(1114)의 유지세정을 용이하도록 할 수 있다.The contact part 1116 may be provided between the outer circumferential surface of the first electrode 1114 and the electrode case 1112 to increase the contact area with the third solution flowing through the third flow path. The contact part 1116 increases the contact area with the third solution to secure the reaction area, and thus, if the electrode area can be balanced between the first electrode 1114 at the center and the second electrode 1140 at the outside, the contact part 1116 may have various shapes. Can be formed. The contact part 1116 may be formed in a pin shape on the outer circumferential surface of the first electrode 1114. In addition, the contact portion 1116 may be formed in a zigzag folded or curved plate shape 1116a on the outer circumferential surface of the first electrode 1114, and may be formed in a helical shape 1116b. In addition, the first electrode 1114 itself may be formed in a form shape 1116c or a mesh structure. In addition, the contact part 1116 may be provided in plurality. For example, the contact part 1116 may include a first contact part provided outside the first electrode 1114 and a second contact part provided outside the first contact part. By providing a plurality of contact portions 1116, the contact area with the first solution can be further increased. In addition, the first electrode 1114 may be integrally formed with the contact portion 1116, and thus, the first electrode 1114 may be configured to be detachable from the first electrode 1114 to facilitate the cleaning and cleaning of the first electrode 1114. have.
도 19에 도시한 바와 같이 제1 전극(1114)은 전극 케이스(1112)의 외부면에 접촉부(1116)가 형성되도록 하는 구조로도 가능하다. 전극 케이스(1112)는 원통 모양의 상단 구조물(1112d, 제3 용액의 제1 방향 공급부)과 하단 구조물(1112c, 제3 용액의 제1 방향 배출부) 및 제3 용액이 외부로 또는 내부로 공급될 수 있도록 작은 구멍(1112b)이 뚫려 있는 원통(1112e)으로 구성된다. 원통 모양의 상단 구조물(1112d)과 하단 구조물(1112c)의 구조는 동일하며, 제3 용액이 유입 또는 유출되는 작은 구멍(1112b)이 뚫려 있는 원통(1112e)은 이 작은 구멍이 위치하는 부분까지만 상단 및 하단에 홈이 있는 구조로 되어 있다. 원통 모양의 상단(1112d)으로 유입된 제3 용액이 이 홈과 연결된 작은 구멍(1112b)을 통해 제1 전극(1114)의 접촉부(1116)와 접촉한다. As shown in FIG. 19, the first electrode 1114 may have a structure such that a contact portion 1116 is formed on an outer surface of the electrode case 1112. The electrode case 1112 is a cylindrical upper structure 1112d (first direction supply of the third solution) and the lower structure 1112c (first direction discharge of the third solution) and the third solution is supplied to the outside or inside It consists of a cylinder 1112e in which a small hole 1112b is drilled. The structure of the cylindrical upper structure 1112d and the lower structure 1112c is the same, and the cylinder 1112e, through which the small hole 1112b into which the third solution flows in or out, is opened only to the portion where the small hole is located. And a grooved structure at the bottom. The third solution introduced into the cylindrical upper end 1112d contacts the contact portion 1116 of the first electrode 1114 through a small hole 1112b connected to the groove.
제1 전극(1114)의 접촉부(1116)는 전극 케이스(1112)와 스페이서와 같은 다공성 지지체(1114b) 사이에 구비되어 제3 유로를 흐르는 제3 용액과의 접촉면적을 증대시킬 수 있다. 접촉부(1116)와 전극 케이스(1112) 사이에 위치하는 스페이서와 같은 다공성 지지체(1114b)는 공급된 제3 용액이 접촉부(1116)로 균일하게 분산되도록 하는 역할을 한다. 접촉부(1116)는 제3 용액과의 접촉면적을 증대시켜 반응 면적을 확보함으로써, 중심부의 제1 전극(1114)과 외측의 제2 전극(1140) 간에 전극 면적의 균형을 맞출 수 있으면 다양한 형태로 형성될 수 있다. 접촉부(1116)는 전극 케이스(1112)의 외부면에 핀형상으로 형성될 수 있다. 또한, 접촉부(1116)는 전극 케이스(1112)의 외부면에 지그재그로 접힌 형상 또는 굴곡된 판형(1116a)으로 형성될 수 있으며, 헤리컬 형상(1116b)으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극(1114) 자체를 폼(form) 형상(1116c) 또는 메쉬(mesh) 구조로 형성할 수도 있다. 그리고 접촉부(1116)는 복수로 구비될 수 있다. 예를 들어, 접촉부(1116)는 전극 케이스(1112)의 외부면에 구비되는 제1 접촉부, 그리고 제1 접촉부의 외측에 구비되는 제2 접촉부를 포함할 수 있다. 접촉부(1116)를 복수로 구비함에 따라 제1 용액과의 접촉면적을 더 증대시킬 수 있다. 또한, 전극 케이스(1112)는 접촉부(1116)와 일체형으로 구성할 수 있으며, 이를 통해 제1 전극(1114)의 탈착이 가능하도록 구성하여 제1 전극(1114)의 유지세정을 용이하도록 할 수 있다. 제1 전극(1114) 구조의 조립은 작은 구멍(1112b)이 있는 원통(1112e)에 다공성 스페이서(1114b)와 접촉부(1116)를 끼워 넣고, 그 다음 원통형 상단 구조물(1112d)과 하단 구조물(1112c)을 체결하는 순서로 조립하면 된다.The contact portion 1116 of the first electrode 1114 may be provided between the electrode case 1112 and the porous support 1114b such as a spacer to increase the contact area with the third solution flowing through the third flow path. The porous support 1114b such as a spacer positioned between the contact portion 1116 and the electrode case 1112 serves to uniformly disperse the supplied third solution to the contact portion 1116. The contact part 1116 increases the contact area with the third solution to secure the reaction area, and thus, the contact part 1116 may have various shapes as long as it can balance the electrode area between the first electrode 1114 at the center and the second electrode 1140 at the outside. Can be formed. The contact part 1116 may be formed in a pin shape on an outer surface of the electrode case 1112. In addition, the contact portion 1116 may be formed in a zigzag folded shape or a curved plate shape 1116a on the outer surface of the electrode case 1112, and may be formed in a helical shape 1116b. In addition, the first electrode 1114 itself may be formed in a form shape 1116c or a mesh structure. In addition, the contact part 1116 may be provided in plurality. For example, the contact part 1116 may include a first contact part provided on an outer surface of the electrode case 1112, and a second contact part provided on an outer side of the first contact part. By providing a plurality of contact portions 1116, the contact area with the first solution can be further increased. In addition, the electrode case 1112 may be integrally formed with the contact portion 1116, and thus, the electrode case 1112 may be configured to be detachable from the first electrode 1114 to facilitate the cleaning and cleaning of the first electrode 1114. . The assembly of the structure of the first electrode 1114 inserts the porous spacer 1114b and the contact portion 1116 into the cylinder 1112e having the small hole 1112b, and then the cylindrical top structure 1112d and the bottom structure 1112c. This can be assembled in the order of tightening.
제1 전극 구조물에서 제3 용액의 흐름을 도 20에서와 같이 설명될 수 있다. 우선 준비된 제1 전극(1114)이 결합된 전극 케이스(1112)에 이온교환분리막(1120) 층을 적층할 수 있다. 이러한 구조에 대한 단면에서 제3 용액의 흐름 방향을 살펴보면, 원통형 상단(1112d)을 통해 유입된 제3 용액은 제1 방향으로 흐르다가, 작은 구멍(1112b)이 있는 원통(1112e)의 상단 홈에서 이 작은 구멍(1112b)을 따라 제1 방향과 직각인 원통의 외부 지름 방향으로 흘러 나간다. 흘러나가 제3 용액은 다공성 스페이서(1114b)에 의해 균일하게 분산된 후, 제1 전극(1114)의 접촉부(1116)에 공급된다. 공급된 제3 용액은 인접한 이온교환분리막층, 엄밀히 말하면 이온교환분리막(1120) 중 전극과 인접한 차폐 분리막(shielding membrane)과 접촉하게 된다. 이렇게 접촉부(1116)와 차폐 분리막과 접촉하며 제1 방향으로 흘러 내려오는 제3 용액은 원통(1112e)의 하단에 위치한 작은 구멍(1112b)을 통해 원통(1112e)의 지름 내부 방향으로 하단 홈으로 유입된 후, 원통형 하단(1112c)을 통해 제1 방향으로 유출된다.The flow of the third solution in the first electrode structure can be described as in FIG. 20. First, the ion exchange separation membrane 1120 layer may be stacked on the electrode case 1112 to which the prepared first electrode 1114 is coupled. Looking at the flow direction of the third solution in the cross section for this structure, the third solution introduced through the cylindrical top 1112d flows in the first direction, and then in the top groove of the cylinder 1112e with the small hole 1112b. It flows out along the small hole 1112b in the outer radial direction of the cylinder perpendicular | vertical to a 1st direction. The third solution that flows out is uniformly dispersed by the porous spacer 1114b and then supplied to the contact portion 1116 of the first electrode 1114. The third solution supplied is in contact with an adjacent ion exchange membrane layer, specifically, a shielding membrane adjacent to an electrode of the ion exchange membrane 1120. The third solution flowing in the first direction while contacting the contact portion 1116 and the shielding separator flows into the lower groove in the inner direction of the diameter of the cylinder 1112e through the small hole 1112b located at the bottom of the cylinder 1112e. And then flows out in the first direction through the cylindrical bottom 1112c.
본 구조의 제1 전극(1114)은 제작이 매우 간단하며, 전극 케이스(1112)를 매우 싼 재질로 사용하면서도 전극의 성능을 우수하게 만들 수 있어 가격 경쟁력이 우수한 장점이 있다.The first electrode 1114 of the present structure is very simple to manufacture, and the electrode case 1112 can be made of a very cheap material, but the performance of the electrode can be made excellent, thereby having an excellent price competitiveness.
제2 전극(1140)은 곡률을 갖는 원통형으로 형성되어 제1 전극(1114)과 간격을 두고 이온교환막부(1120)의 외측에 구비될 수 있다. 제2 전극(1140)의 외주면에 간격을 두고 제4 유로를 형성하며, 제3 유로의 출구에 연결되어 유입되는 제3 용액이 제4 유로를 따라 유동하여 외부로 유출하도록 안내하는 전극 커버부(1150)를 더 포함할 수 있다. 전극 커버부(1150)의 외측에는 전극용액 유출부(1336)로부터 유출되는 전극용액이 제4 유로로 유입되는 전극용액 입구(1154), 전극용액 입구(1154)와 대응하는 위치에 구비되어 제4 유로를 따라 유동한 전극용액이 외부로 유출되는 전극용액 출구(1152)를 포함할 수 있다. 전극 커버부(1150)는 원통형으로 형성될 수 있으며, 필요에 따라 복수로 구분되어 결합되는 형태로 형성될 수도 있다. 제4 유로는 제1 방향의 하부를 통해 제2 전극(1140)의 외주면 일측으로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제2 전극(1140)의 외주면 타측으로 유출되어 제1 방향의 상부를 통해 제3 유로로 유입되도록 형성될 수 있다.The second electrode 1140 may be formed in a cylindrical shape having a curvature and may be provided outside the ion exchange membrane part 1120 at intervals from the first electrode 1114. An electrode cover part which forms a fourth flow path at an outer circumferential surface of the second electrode 1140 and is connected to the outlet of the third flow path to guide the third solution flowing in along the fourth flow path to flow outward; 1150 may be further included. Outside the electrode cover part 1150, the electrode solution flowing out of the electrode solution outlet part 1336 is provided at a position corresponding to the electrode solution inlet 1154 and the electrode solution inlet 1154 that flow into the fourth flow path. The electrode solution flowing along the flow path may include an electrode solution outlet 1152 for flowing out. The electrode cover part 1150 may be formed in a cylindrical shape, and may be formed in a shape in which a plurality of electrode cover parts 1150 are separated and combined as necessary. The fourth flow path flows to one side of the outer circumferential surface of the second electrode 1140 through the lower portion of the first direction and flows along the second direction, and then flows out to the other side of the outer circumferential surface of the second electrode 1140 and through the upper portion of the first direction. It may be formed to flow into the third flow path.
이온교환막부(1120)는 제1 전극(1114)과 제2 전극(1140) 사이에서 제1 전극(1114)을 중심으로 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 적층되는 음이온교환막(1122)(AEM ; Anion Exchange Membrane)과 양이온교환막(1126)(CEM ; Cation Exchange Membrane)을 포함한 분리막층을 복수로 포함할 수 있다. 그리고 이온교환막부(1120)는 음이온교환막(1122)과 양이온교환막(1126)에 각각 구비되어 서로 이웃한 교환막과 간격을 유지하면서 제1 용액과 제2 용액의 유로가 되는 스페이서가 형성될 수 있다. 즉, 이온교환막부(1120)에서 분리막층은 음이온교환막(1122), 제1 용액 스페이서(1124), 양이온교환막(1126), 제2 용액 스페이서(1128)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 용액 스페이서(1124)를 사이에 두고 결합되는 음이온교환막(1122)과 양이온교환막(1126)은 서로 순서를 바꾸어 구비될 수 있다. 즉, 분리막층은 음이온교환막(1122), 제1 용액 스페이서(1124), 양이온교환막(1126), 제2 용액 스페이서(1128)의 순서로 구비될 수 있으며, 양이온교환막(1126), 제1 용액 스페이서(1124), 음이온교환막(1122), 제2 용액 스페이서(1128)의 순서로 구비될 수도 있다. 분리막층은 음이온교환막(1122), 제1 용액 스페이서(1124), 양이온교환막(1126), 제2 용액 스페이서(1128)의 조합을 1세트로 하며, 복수의 세트로 구비될 수 있다. 이러한 경우, 분리막층은 음이온교환막(1122), 제1 용액 스페이서(1124), 양이온교환막(1126), 제2 용액 스페이서(1128)의 조합을 1세트로 하여 전극 케이스(1112)의 외주면을 따라 나선(spiral)형으로 돌리면서 복수의 세트로 적층하면서 원통형 스택을 형성할 수 있다. The ion exchange membrane part 1120 is an anion exchange membrane 1122 (AEM; Anion) which is stacked between the first electrode 1114 and the second electrode 1140 in a round shape with respect to the first electrode 1114 along a second direction. A plurality of separator layers including an exchange membrane (CEM) and a cation exchange membrane (1126) (CEM; Cation Exchange Membrane) may be included. In addition, the ion exchange membrane unit 1120 may be provided in the anion exchange membrane 1122 and the cation exchange membrane 1126, respectively, and a spacer may be formed as a flow path between the first and second solutions while maintaining a gap with the adjacent exchange membrane. That is, the separator layer in the ion exchange membrane unit 1120 may include an anion exchange membrane 1122, a first solution spacer 1124, a cation exchange membrane 1126, and a second solution spacer 1128. Here, the anion exchange membrane 1122 and the cation exchange membrane 1126 coupled with the first solution spacer 1124 therebetween may be provided in reverse order. That is, the separator layer may be provided in the order of the anion exchange membrane 1122, the first solution spacer 1124, the cation exchange membrane 1126, and the second solution spacer 1128, and the cation exchange membrane 1126 and the first solution spacer. 1124, the anion exchange membrane 1122, and the second solution spacer 1128 may be provided in this order. The separator layer includes a combination of the anion exchange membrane 1122, the first solution spacer 1124, the cation exchange membrane 1126, and the second solution spacer 1128, and may be provided in a plurality of sets. In this case, the separator layer is formed along the outer circumferential surface of the electrode case 1112 by using a combination of the anion exchange membrane 1122, the first solution spacer 1124, the cation exchange membrane 1126, and the second solution spacer 1128 as one set. A cylindrical stack can be formed while laminating in a plurality of sets while turning to a spiral type.
이와 같이 적층된 분리막이 마지막으로 제2 전극(1140)과 맞닿는 부분의 이온교환막은 제1 전극(1114)과 맞닿아 시작한 이온교환막과 동일한 이온교환막으로 마무리 되로록 한다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 21에서와 같이 분리막층은 양이온교환막(1126), 제1 용액 스페이서(1124), 음이온교환막(1122), 제2 용액 스페이서(1128)의 순서로 구비된 조합으로 제1 전극(1114)을 중심으로 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 적층될 경우, 제1 전극(1114)과 맞닿는 이온교환막의 종류는 양이온교환막(1126)이 되며, 이 때에는 제2 전극에 맞닿는 이온교환막의 종류도 양이온교환막(1126)이 되도록 이온교환분리막의 적층을 마무리 한다. 또 다른 조합으로 음이온교환막(1122), 제1 용액 스페이서(1124), 양이온교환막(1126), 제2 용액 스페이서(1128)의 순서로 구비된 조합으로 제1 전극(1114)을 중심으로 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 적층될 경우, 제1 전극(1114)과 맞닿는 이온교환막의 종류는 음이온교환막(1122)이 되며, 이 때에는 제2 전극에 맞닿는 이온교환막의 종류도 음이온교환막(1122)이 되도록 이온교환분리막의 적층을 마무리 한다. 특히, 이와 같이 제1 전극(1114) 및 제2 전극(1140)과 맞닿는 부분의 분리막인 차폐 분리막(shielding membrane)은 1가 이온(Na+, K+, Cl- 등) 선택성 분리막을 포함할 수 있다. 1가 이온 선택성이 우수한 이온교환막을 사용하는 것이 염분차 발전에 의한 전기 생산 효율을 극대화시킬 수 있는 방법이다. 1가 선택성이 없는 분리막을 이러한 차폐 분리막으로 사용할 경우, 차폐 분리막에 인접한 유로를 통해 공급되는 고농도 용액에 다가 이온(Ca2+, Mg2+, Cl2- 등)이 다량 존재할 경우, 이러한 다가 이온의 이동이 1가 이온의 이동을 방해하며, 전극의 산화환원 반응(REDOX couple reaction, reduction-oxidation couple reaction)의 효율을 감소시키는 역할을 한다. 뿐만 아니라, 전극 쪽, 특히 캐소드가 되는 전극 부분에 유입된 다가 이온은 전극 반응에 의해 생성된 하이드록사이드(hydroxide, OH-)나 탄산(carbonate, CO3-)기와 반응하여 무기화합물(calcium carbonate, magnesium hydroxide 등)로 침전되어 전극 표면의 활성을 방해해서 전극의 성능을 감소시키고, 결국에는 스택의 발전 효율을 저감시키는 원인이 된다. 그러므로 이러한 문제점을 극복하기 위해 제1 전극(1114) 및 제2 전극(1140)과 맞닿는 부분의 차폐 분리막은 반드시 1가 선택성이 우수한 이온교환분리막을 사용한다.The ion exchange membrane in the portion where the separators stacked in this manner finally contact the second electrode 1140 is finished with the same ion exchange membrane as the ion exchange membrane started by contacting the first electrode 1114. More specifically, as shown in FIG. 21, the membrane layer is formed by a combination of a cation exchange membrane 1126, a first solution spacer 1124, an anion exchange membrane 1122, and a second solution spacer 1128. When the first electrode 1114 is stacked in a round shape along the second direction, the type of the ion exchange membrane contacting the first electrode 1114 may be a cation exchange membrane 1126, in which case the ion exchange membrane contacts the second electrode. The type of ion exchange separation membrane is finished so that the type of cation exchange membrane 1126 is also finished. In another combination, the anion exchange membrane 1122, the first solution spacer 1124, the cation exchange membrane 1126, and the second solution spacer 1128 are provided in the order of the second direction with respect to the first electrode 1114. When stacked in a round shape, the type of ion exchange membrane contacting the first electrode 1114 is an anion exchange membrane 1122, and the type of ion exchange membrane contacting the second electrode is also anion exchange membrane 1122. Finish the lamination of the exchange separator. In particular, the shielding membrane, which is a separator of a portion in contact with the first electrode 1114 and the second electrode 1140, may include a monovalent ion (Na +, K +, Cl−, etc.) selective separator. Using an ion exchange membrane having excellent monovalent ion selectivity is a method of maximizing electricity production efficiency due to salt differential power generation. When a membrane having no monovalent selectivity is used as such a shielding membrane, when a large amount of polyvalent ions (Ca2 +, Mg2 +, Cl2-, etc.) are present in a high concentration solution supplied through a channel adjacent to the shielding membrane, the transport of such polyvalent ions becomes monovalent. It interferes with the movement of ions and reduces the efficiency of the redox couple reaction (reduction-oxidation couple reaction) of the electrode. In addition, the polyvalent ions introduced into the electrode, in particular, the electrode portion, which becomes the cathode, react with hydroxide (OH-) or carbonate (CO3-) groups generated by the electrode reaction to form an inorganic compound (calcium carbonate, Precipitates with magnesium hydroxide, etc. can interfere with the activity of the electrode surface, reducing the performance of the electrode, eventually reducing the stack's power generation efficiency. Therefore, in order to overcome such a problem, the shielding separator in a portion contacting the first electrode 1114 and the second electrode 1140 necessarily uses an ion exchange separator having excellent monovalent selectivity.
제1 용액 스페이서(1124)는 음이온교환막(1122)과 양이온교환막(1126) 사이에 구비되며, 제1 용액이 흐르는 통로의 일측벽이 접착성 필름 또는 접착제로 형성되는 제1 실링부(1124a)가 구비될 수 있다. 제1 실링부(1124a)는 제1 용액 스페이서(1124)의 일측에 구비되어 제1 용액의 흐름을 제한할 수 있다. 따라서, 제1 유로는 제1 방향을 따라 제1 용액의 상부 유입이 안내되고 하부가 제1 실링부(1124a)로 실링된 저장공간을 형성하며, 제1 용액은 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 상부로 유출될 수 있다.The first solution spacer 1124 is provided between the anion exchange membrane 1122 and the cation exchange membrane 1126, and a first sealing portion 1124a having one side wall of a passage through which the first solution flows is formed of an adhesive film or an adhesive is provided. It may be provided. The first sealing part 1124a may be provided at one side of the first solution spacer 1124 to limit the flow of the first solution. Accordingly, the first flow path forms a storage space in which the upper inflow of the first solution is guided along the first direction and the lower portion is sealed to the first sealing part 1124a, and the first solution is introduced into the upper part of the first direction. After flowing along the second direction, it may flow out to an upper portion of the first direction.
제2 용액 스페이서(1128)는 음이온교환막(1122)과 양이온교환막(1126) 사이에 구비되며, 제2 용액이 흐르는 통로의 일측벽이 접착성 필름 또는 접착제로 형성되는 제2 실링부(1128a)가 구비될 수 있다. 제2 실링부(1128a)는 제1 실링부(1124a)와 대응하는 제2 용액 스페이서(1128)의 타측에 구비되어 제2 용액의 흐름을 제한할 수 있다. 따라서, 제2 유로는 제1 방향을 따라 제2 용액의 하부 유입이 안내되고 상부가 제2 실링부(1128a)로 실링된 저장공간을 형성하며, 제2 용액은 제1 방향의 하부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다. 즉, 원통형 스택이 형성된 상태에서 제1 용액은 제1 용액 스페이서(1124)를 통해 원통형 스택의 높이 방향인 제1 방향을 따라 상부에서 유입되어 원주방향인 제2 방향을 따라 흐르고 다시 상부로 유출되며, 제2 용액은 제2 용액 스페이서(1128)를 통해 원통형 스택의 높이방향인 제1 방향을 따라 하부에서 유입되어 원주방향인 제2 방향을 따라 흐르고 다시 하부로 유출되게 할 수 있다. 상기한 바와 같이 이온교환막부(1120)에서 음이온교환막(1122)과 양이온교환막(1126)은 실링부와 일체형으로 구비될 수 있다. 또한, 제1 용액 스페이서(1124)와 제2 용액 스페이서(1128)는 음이온교환막(1122)과 양이온교환막(1126)의 표면에 유로 패턴을 갖는 패턴형 이온교환막으로 형성될 수 있다. 따라서, 이온교환막부(1120)는 평막형상의 이온교환막에 용액 스페이서를 추가하여 구성하는 방식과 패턴형 이온교환막을 단독으로 사용하는 경우 모두 구현할 수 있다. The second solution spacer 1128 is provided between the anion exchange membrane 1122 and the cation exchange membrane 1126, and a second sealing portion 1128a having one side wall of a passage through which the second solution flows is formed of an adhesive film or an adhesive is provided. It may be provided. The second sealing part 1128a may be provided on the other side of the second solution spacer 1128 corresponding to the first sealing part 1124a to limit the flow of the second solution. Accordingly, the second flow path forms a storage space in which the lower inflow of the second solution is guided along the first direction and the upper part is sealed to the second sealing part 1128a, and the second solution is introduced into the lower part of the first direction. After flowing along the second direction, it may flow out to the lower portion of the first direction. That is, in the state in which the cylindrical stack is formed, the first solution flows in the upper portion through the first solution spacer 1124 along the first direction, which is the height direction of the cylindrical stack, flows along the circumferential second direction, and then flows out again. The second solution may flow in the lower portion through the second solution spacer 1128 along the first direction, which is the height direction of the cylindrical stack, flow along the second direction in the circumferential direction, and then flow out again. As described above, in the ion exchange membrane unit 1120, the anion exchange membrane 1122 and the cation exchange membrane 1126 may be integrally provided with the sealing unit. In addition, the first solution spacer 1124 and the second solution spacer 1128 may be formed as a patterned ion exchange membrane having a flow path pattern on the surfaces of the anion exchange membrane 1122 and the cation exchange membrane 1126. Accordingly, the ion exchange membrane unit 1120 may be implemented by adding a solution spacer to a flat membrane ion exchange membrane and using a patterned ion exchange membrane alone.
상기한 바와 같이 본 발명의 제5 실시예에 따른 염도차 발전장치는 음이온교환막(1122)과 양이온교환막(1126)의 한 쌍을 이용하여 복수의 이온분리막을 나선(spiral)형 적층구조로 개선한 원통형의 염도차 발전부(1000)에서 복수의 이온교환막을 따라 제1 용액 또는 제2 용액이 해당되는 유로를 통해 크로스 플로우(cross-flow)가 가능하다. 그리고 염도차 발전부(1000)를 원통형 스택 형태로 형성함으로써 대용량을 위한 모듈화에 매우 유리할 뿐 아니라, 교체와 재생이 매우 간단한 장점을 갖는다. 또한, 염도차 발전부(1000)의 조립이 간단하여 생산 단가를 낮출 수 있다. 또한, 원통형 스택의 운전 도중 후처리가 용이하여 오염 물질의 처리가 용이하고, 사용되는 에너지를 감소시킬 수 있다. 여기서, 후처리는 물리적 방식의 공기 주입법(air sparging)을 사용할 수 있다. 그리고 후처리는 화학적 방식의 희석된 수산화나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na2CO3) 또는 산 등을 이용한 세정(CIP ; Cleaning In Place)을 사용할 수 있다. 또한, 후처리는 물리적 방식과 화학적 방식을 조합한 형태로도 사용할 수 있다.As described above, the salinity difference generator according to the fifth embodiment of the present invention improves a plurality of ion separation membranes into a spiral stack structure by using a pair of anion exchange membrane 1122 and a cation exchange membrane 1126. In the cylindrical salinity difference generator 1000, cross-flow is possible through a flow path corresponding to a first solution or a second solution along a plurality of ion exchange membranes. And by forming the salinity difference generator 1000 in the form of a cylindrical stack is not only very advantageous for modularization for large capacity, but also has the advantage of very simple replacement and regeneration. In addition, since the assembly of the salinity difference generator 1000 is simple, the production cost can be reduced. In addition, the post-processing during the operation of the cylindrical stack is easy to facilitate the treatment of contaminants and to reduce the energy used. Here, the post-treatment may use a physical method of air sparging. And the post-treatment may use a cleaning (CIP; Cleaning In Place) using diluted sodium hydroxide (NaOH), sodium carbonate (Na2CO3) or acid in a chemical manner. The post-treatment can also be used in a combination of physical and chemical methods.
한편, 이온교환막부(1120)는 롤 형태로 감겨 적층된 상태에서 미리 설정된 위치에 1개의 절단면을 갖는 형태로 형성할 수 있다. 이온교환막부(1120)의 절단면이 최소화되면 절단에 따른 조립 공정의 불편성 및 구조의 복잡성을 최소화할 수 있어, 스택 조립의 생산성을 확보할 수 있다. 그리고 제1 용액이 유동하는 제1 유로와 제2 용액이 유동하는 제2 유로가 제1 방향으로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 합쳐져서 배출되도록 구획될 수 있다.Meanwhile, the ion exchange membrane unit 1120 may be formed in a shape having one cut surface at a predetermined position in a rolled state in the form of a roll. When the cut surface of the ion exchange membrane unit 1120 is minimized, inconvenience of the assembly process due to cutting and complexity of the structure may be minimized, thereby ensuring stack productivity. The first flow path through which the first solution flows and the second flow path through which the second solution flows may be partitioned to flow in the first direction, flow along the second direction, and then merge and discharge.
도 24은 본 발명의 제6 실시예에 따른 염도차 발전장치의 형성단계를 도시한 도면이며, 도 25는 본 발명의 제6 실시예에 따른 염도차 발전장치의 외부에서 용액 흐름관계를 도시한 도면이다. 그리고 도 26은 본 발명의 제6 실시예에 따른 염도차 발전장치의 내부에서 용액 흐름관계를 도시한 도면이다. FIG. 24 is a view illustrating a step of forming a salinity generator according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 25 is a diagram illustrating a solution flow relationship outside the salinity generator according to the sixth embodiment of the present invention. Drawing. FIG. 26 is a view illustrating a solution flow relationship in a salinity generator according to a sixth embodiment of the present invention.
도 24을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 염도차 발전장치는 전극 케이스(1112) 내에 제1 전극(1114)을 결합한다(S100). 그리고 전극 케이스(1112)의 외주면을 따라 접착 필름을 바르면서 이온교환막부(1120)를 적층한다(S200). 이온교환막부(1120)의 외주면에서 해당되는 부분을 절단하여 저장공간(1120a)을 형성한다(S300). 이온교환막부(1120)의 절단시 풀림을 방지하기 위해서 절단범위에 유의할 필요가 있다. 그리고 절단된 부분에 전극 실리콘(1120b)을 접착한다(S400). 이어서 실리콘 가스켓(1120c)을 접착한다(S500). 실리콘 가스켓(1120c)을 접착함에 따라 제1 용액과 제2 용액이 합쳐진 상태에서 유출구멍(1120c1)과 유출채널(1120c2)로 유출되는 것을 안내할 수 있다. 이 때 사용된 실리콘 외에 접착을 목적으로 할 수 있는 어떠한 재질도 사용이 가능하다. 이온교환막부(1120)의 외주면에 전극 스페이서(1130a)를 결합한다(S600). 전극 스페이서(1130a)의 외주면에 제2 전극(1140a)을 결합한다(S700). 제2 전극(1140a)의 외주면에 전극 커버부(1150a)를 결합한다(S800). 이어서, 제1 커버(1200a)와 제2 커버(1300a)를 결합하고, 해당되는 유로를 연결하여 염도차 발전부(1000a)를 형성한다(S900).Referring to FIG. 24, the salinity generator according to the sixth embodiment of the present invention couples the first electrode 1114 into the electrode case 1112 (S100). The ion exchange membrane part 1120 is laminated while applying an adhesive film along the outer circumferential surface of the electrode case 1112 (S200). The corresponding portion is cut from the outer circumferential surface of the ion exchange membrane portion 1120 to form a storage space 1120 a (S300). In order to prevent loosening during cutting of the ion exchange membrane portion 1120, it is necessary to pay attention to the cutting range. And the electrode silicon (1120b) is bonded to the cut portion (S400). Subsequently, the silicon gasket 1120c is bonded (S500). As the silicon gasket 1120c is attached, the first and second solutions may be guided to the outlet hole 1120c1 and the outlet channel 1120c2 in a state where the first solution and the second solution are combined. In addition to the silicon used at this time, any material that can be used for adhesion can be used. The electrode spacer 1130a is coupled to the outer circumferential surface of the ion exchange membrane unit 1120 (S600). The second electrode 1140a is coupled to the outer circumferential surface of the electrode spacer 1130a (S700). The electrode cover part 1150a is coupled to the outer circumferential surface of the second electrode 1140a (S800). Subsequently, the first cover 1200a and the second cover 1300a are coupled to each other, and the corresponding flow path is connected to form a salinity difference generator 1000a (S900).
도 24 내지 도 26을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 염도차 발전장치는 본 발명의 제5 실시예에 따른 염도차 발전장치와 같이 염도차 발전부(1000a)를 원통형 스택 형태로 형성한다. 다만, 이온교환막부(1120)의 절단면이 1개인 구조에서 제1 용액과 제2 용액의 유로를 상이하게 형성한 차이점이 있다. 이온교환막부(1120)는 제2 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간(1120a)을 형성할 수 있다. 그리고 제1 용액과 제2 용액의 제1 방향 유입을 안내하는 유입 저장 채널을 갖고, 유입 저장 채널에 연결되어 제2 방향을 따라 유출되어 합쳐진 제1 용액과 제2 용액의 유출을 안내하는 유출 채널(1120c2)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 용액은 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 유출 채널(1120c2)을 통해 유출될 수 있다. 그리고 제2 용액은 제1 방향의 하부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 유출 채널(1120c2)을 통해 유출될 수 있다.24 to 26, the salinity generator according to the sixth embodiment of the present invention, the salinity difference generator 1000a in the form of a cylindrical stack like the salinity generator according to the fifth embodiment of the present invention Form. However, there is a difference in that the flow paths of the first solution and the second solution are differently formed in the structure having one cut surface of the ion exchange membrane part 1120. The ion exchange membrane unit 1120 may form a storage space 1120a in which a portion thereof is opened along the second direction and the upper and lower portions thereof are sealed. And an inlet storage channel for guiding inlet in the first direction of the first solution and the second solution, and an outlet channel connected to the inlet storage channel for guiding the outflow of the first solution and the second solution combined along the second direction. 1120c2. Here, the first solution may flow into the upper portion of the first direction and flow along the second direction, and then flow out through the outlet channel 1120c2. The second solution may flow into the lower portion of the first direction and flow along the second direction, and then flow out through the outlet channel 1120c2.
먼저, 제1 커버(1200a)는 본체부의 상부에 결합되며, 제1 유로의 일부 경로를 형성 할 수 있다. 제1 커버(1200)의 외측에는 제1 용액이 유입되는 제1 용액 유입부(1222a), 그리고 제3 용액인 전극용액이 유입되는 전극용액 유입부(1226a)를 포함할 수 있다. First, the first cover 1200a may be coupled to an upper portion of the main body and form a part of a path of the first flow path. The outer side of the first cover 1200 may include a first solution inlet 1222a into which the first solution is introduced, and an electrode solution inlet 1226a into which the third electrode solution is introduced.
제2 커버(1300a)는 본체부의 하부에서 제1 커버(1200)와 대응하는 위치에 결합되며, 제2 커버(1300)의 외측에는 제2 용액이 유입되는 제2 용액 유입부(1332a), 그리고 제3 용액인 전극용액이 유출되는 전극용액 유출부(1336a)를 포함할 수 있다. The second cover 1300a is coupled to a position corresponding to the first cover 1200 at the bottom of the main body portion, the second solution inlet 1332a into which the second solution is introduced to the outside of the second cover 1300, and It may include an electrode solution outlet portion 1336a through which the electrode solution, which is the third solution, flows out.
전극 커버부(1150a)는 제2 전극의 외주면에 간격을 두고 제4 유로를 형성하며, 제3 유로의 출구인 전극용액 유출부(1336a)에 연결되어 유입되는 제3 용액이 제4 유로를 따라 유동하여 외부로 유출하도록 안내할 수 있다. 전극 커버부(1150)의 외측에는 전극용액 유출부(1336a)로부터 유출되는 전극용액이 제4 유로로 유입되는 전극용액 입구(1154a), 전극용액 입구(1154a)와 대응하는 위치에 구비되어 제4 유로를 따라 유동한 전극용액이 외부로 유출되는 전극용액 출구(1152a)를 포함할 수 있다. 그리고 전극 커버부(1150)의 외측에는 유출 채널(1120c2)을 포함할 수 있다.The electrode cover part 1150a forms a fourth flow path at intervals on the outer circumferential surface of the second electrode, and a third solution, which is connected to the electrode solution outlet part 1336a which is an outlet of the third flow path, flows along the fourth flow path. It can be guided to flow out and out. Outside the electrode cover part 1150, the electrode solution flowing out of the electrode solution outlet part 1336a is provided at a position corresponding to the electrode solution inlet 1154a and the electrode solution inlet 1154a that flow into the fourth flow path. The electrode solution flowing along the flow path may include an electrode solution outlet 1152a flowing out. An outlet channel 1120c2 may be disposed outside the electrode cover 1150.
본 발명의 제6 실시예에 따른 염도차 발전장치의 제1 유로는 제1 방향의 상부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 유출 채널(1120c2)로 유출될 수 있다. 그리고 제2 유로는 제1 방향의 하부로 유입되어 제2 방향을 따라 유동한 후 유출 채널(1120c2)로 유출될 수 있다.The first flow path of the salinity generator according to the sixth embodiment of the present invention flows in the upper direction of the first direction and flows along the second direction, and then flows into the outlet channel 1120c2. The second flow path may flow into the lower portion of the first direction and flow along the second direction, and then flow out of the outlet channel 1120c2.
상기한 바와 같이 본 발명의 제6 실시예에 따른 염도차 발전장치는 내부 전극인 제1 용액과 제2 용액의 유출입구조를 변경하여 복수의 스택을 연결하여 모듈로 구성할 때 연결라인 구성이 용이해져 전체적인 염도차 발전장치의 모듈화 공정 관리에 유리할 수 있다. 그리고 이온교환막부(1120)의 절단면에 따라 제1 용액과 제2 용액의 이동 거리가 감소되어 염도차이에 의한 성능 감소와 농도 분극 현상을 감소시킬 수 있다. 따라서, 염도차 발전장치의 발전 성능 향상에 유리하다.As described above, the salinity difference generator according to the sixth embodiment of the present invention is easy to form a connection line when a plurality of stacks are connected to each other by changing the inflow and outflow structures of the first solution and the second solution, which are internal electrodes. It can be advantageous to control the modular process of the overall salinity generator. In addition, the moving distance between the first solution and the second solution may be reduced according to the cut surface of the ion exchange membrane unit 1120, thereby reducing performance and concentration polarization due to salinity differences. Therefore, it is advantageous to improve the power generation performance of the salinity generator.
도 27은 본 발명의 제7 실시예에 따른 염도차 발전장치의 형성단계를 도시한 도면이며, 도 28은 본 발명의 제7 실시예에 따른 제1 전극의 결합관계를 도시한 도면이다. 그리고 도 29는 제1 전극을 중심으로 이온교환막부가 적층된 상태에서 전극용액의 흐름에 관해 도시한 도면이다. 도 27 내지 도 29를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 염도차 발전장치는 서로 다른 염 농도를 갖는 제1 용액과 제2 용액이 서로 다른 유로를 통해 각각 유입되어 염도차 발전 전기를 생산하는 염도차 발전부를 포함하며, 원통형의 롤 형태로 이온교환막의 적층구조를 적용하여 염도차 발전모듈을 용이하게 형성하고, 제3 용액이 유동되는 전극구조와 해당되는 용액의 유로를 개선함으로써 염도차 발전부의 전력 생산 효율을 향상시킬 수 있다. 염도차 발전부는 본체부, 전극부, 그리고 이온교환막부(1120)를 포함하며, 제1 유로를 유동하는 제1 용액과 제2 유로를 유동하는 제2 용액의 염도차에 따라 제2 용액에 포함된 이온성물질이 이온교환막부(1120)를 통해 제1 용액으로 선택적으로 이동하며 전기를 생산할 수 있다. 여기서, 제1 용액은 해수일 수 있으며, 제1 용액은 고농도 염이 3.0wt% 이상인 고농도 용액일 수 있다. 제2 용액은 담수일 수 있으며, 제2 용액은 저농도 염이 0.1wt% 이하인 저농도 용액일 수 있다. 즉, 제1 용액은 농도가 0.1wt% 이하인 용액의 사용이 가능하며, 제2 용액은 농도가 3.0wt% 이상인 모든 용액의 사용이 가능하다. 이와는 반대로, 제1 용액은 농도가 0.1wt% 이하인 용액의 사용이 가능하며, 제2 용액은 농도가 3.0wt% 이상인 모든 용액의 사용이 가능하다. 한편, 제3 용액인 전극용액은 제1 용액일 수 있다. 그리고 제3 용액은 고농도 염수 및 페로시아나이드(Ferrocyanide: [Fe(CN)6]4-) 계열의 용액 또는 전해질 용액 중 하나 이상을 포함할 수 있다.FIG. 27 is a view illustrating a forming step of a salinity generator according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 28 is a view illustrating a coupling relationship of a first electrode according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 29 is a view showing the flow of the electrode solution in a state where ion exchange membrane parts are stacked around the first electrode. Referring to FIGS. 27 to 29, a salinity generator according to an embodiment of the present invention has a salinity in which first and second solutions having different salt concentrations are respectively introduced through different flow paths to produce salinity difference power generation electricity. It includes a secondary power generation unit, by applying a stack structure of the ion exchange membrane in the form of a cylindrical roll to easily form a salinity difference power generation module, by improving the electrode structure through which the third solution flows and the flow path of the corresponding solution It can improve the power production efficiency. The salinity difference generator includes a body part, an electrode part, and an ion exchange membrane part 1120 and is included in the second solution according to the salinity difference between the first solution flowing through the first flow path and the second solution flowing through the second flow path. The ionic material may be selectively moved to the first solution through the ion exchange membrane unit 1120 to produce electricity. Here, the first solution may be seawater, and the first solution may be a high concentration solution of 3.0 wt% or more of the high concentration salt. The second solution may be fresh water, and the second solution may be a low concentration solution of 0.1 wt% or less of the low concentration salt. That is, the first solution may use a solution having a concentration of 0.1 wt% or less, and the second solution may use all solutions having a concentration of 3.0 wt% or more. On the contrary, the first solution may use a solution having a concentration of 0.1 wt% or less, and the second solution may use any solution having a concentration of 3.0 wt% or more. Meanwhile, the electrode solution, which is the third solution, may be the first solution. The third solution may include at least one of a high concentration saline solution and a ferrocyanide ([Fe (CN) 6] 4- ) based solution or an electrolyte solution.
도 27을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 염도차 발전장치는 전극 케이스 내에 제1 전극(1110)을 결합한다(S10). 그리고 전극 케이스의 외주면을 따라 이온교환막에 접착 필름을 바르면서 유로 형성을 위한 스페이서와 함께 이온교환막부(1120)를 롤 형태로 감으며 적층한다(S20). 이온교환막부(1120)의 미리 설정된 위치에 2개의 절개면(1120a)을 갖는 형태로 형성한다(S30). 이온교환막부(1120)에 구비되는 2개의 절개면(1120a)을 통해 제1 용액이 유동하는 제1 유로가 제2 방향을 따라 일측으로 유입되고 타측으로 유출되도록 구획될 수 있다. 이온교환막부(1120)의 절개면(1120a)은 서로 대향되는 위치에 구비될 수 있다. 이온교환막부(1120)는 이온 교환막을 감는 두께가 증가할 경우, 제1 용액의 이동 거리가 늘어나 제2 용액과의 염도차이에 의한 성능 감소와 농도 분극 현상이 심화될 수 있다. 따라서, 이온교환막부(1120)의 절개면(1120a)이 2개인 경우 절개면이 1개인 경우보다 제1 용액의 이동 거리를 짧게 할 수 있으므로 염도차 발전장치의 발전 성능 향상에 유리한 효과가 있다. 한편, 이온교환막부(1120)의 상부와 하부에서 상부 마감부(1120b)와 하부 마감부를 구비하여 절개면(1120a)의 상부와 하부를 각각 마감처리한다(S40). 필요한 경우, 이온교환막부(1120)의 상부와 하부를 통해 제1 용액과 제2 용액이 서로 혼합되는 것을 방지하도록 실링 처리를 할 수 있다. 한편, 이온교환막부(1120)에 구비되어 제1 유로와 제2 유로 이외의 부분을 밀봉하는 밀봉부를 더 포함할 수 있다. 밀봉부는 이온교환막부(1120)의 절개면(1120a)을 본딩하는 방법을 포함하여 제1 유로와 제2 유로 이외의 부분을 밀봉함으로써 각각의 유로를 통해서만 해당되는 용액이 흐르도록 실링하는 기능을 할 수 있다. 따라서, 밀봉부는 제3 유로 또는 제4 유로에도 적용이 가능하다. 밀봉부를 적용함으로써 해당되는 용액 등이 각각 실링상태를 유지하며, 본체부 또는 전극부 내에서 해당되는 유로를 통해 이동할 수 있다. 이어서 제1 전극(1110)과 이온교환막부(1120)를 지지하는 형상을 갖고 이온교환막부(1120)를 감싸도록 본체 케이스(1220)를 결합한다(S50). 본체 케이스(1220)에는 절개면(1120a)과 연결되는 연결구멍(1220a)을 구비할 수 있다. 그리고 본체부와 이온교환막부(1120) 사이에 구비되어 본체 케이스(1220)와 이온교환막부(1120) 사이의 공극을 실링하는 실링부를 포함할 수 있다. 여기서, 실링부는 이온교환막부(1120)의 외주면에 결합되는 접착 필름을 포함할 수 있다. 이온교환막부(1120)와 본체 케이스(1220)를 조립할 때 공극이 발생할 수 있다. 이러한 부분에서 누수 문제가 발생할 수 있어, 이온교환막부(1120)의 상단과 하단에 오링을 이용하여 담수와 해수의 섞임 현상을 방지할 수 있지만 완벽하지 않을 수 있다. 따라서, 이온교환막부(1120)와 본체 케이스(1220)의 조립시 발생된 공극은 레진(resin)과 같은 물질을 이용하여 채우고, 경화시켜 이온교환막부(1120)와 본체 케이스(1220)가 완벽하게 실링될 수 있게 할 수 있다. 이온교환막부(1120)와 본체 케이스(1220) 사이의 공극을 레진(예를 들어, FRP, 고분자 접착제 등) 등으로 채워 실링할 경우에는 본체 케이스(1220) 재질과 레진 재질을 고려하여 접합성이 좋은 접착 필름으로 이온교환막부(1120)의 외주면을 한 번 더 감쌀 수 있다. 이온교환막부(1120)의 외주면에 전극 스페이서(1130)를 결합한다(S60). 전극 스페이서(1130)의 외주면에 제2 전극(1140)을 결합한다(S70). 제2 전극(1140)의 외주면에 전극 커버부(1150)를 결합한다(S80). 이어서, 제1 커버(1200)와 제2 커버(1300)를 결합한다(S90). 그리고 전극 커버부(1150)를 포함하여 본체부에 해당되는 유로를 연결하여 염도차 발전부를 형성한다(S100, S110).Referring to FIG. 27, in the salinity generator according to the seventh embodiment of the present invention, the first electrode 1110 is coupled to the electrode case (S10). In addition, while applying an adhesive film to the ion exchange membrane along the outer circumferential surface of the electrode case, the ion exchange membrane portion 1120 is wound and rolled together with a spacer for forming a flow path (S20). It is formed in a form having two cut surfaces 1120a at a predetermined position of the ion exchange membrane portion 1120 (S30). The first flow path through which the first solution flows may be partitioned so as to flow in one side along the second direction and out the other side through the two cutting surfaces 1120a provided in the ion exchange membrane unit 1120. The cut surfaces 1120a of the ion exchange membrane unit 1120 may be provided at positions facing each other. When the thickness of the ion exchange membrane unit 1120 is increased to increase the thickness of the ion exchange membrane, the moving distance of the first solution may be increased, thereby decreasing performance due to the salinity difference with the second solution and concentration polarization. Therefore, when the cutting surfaces 1120a of the ion exchange membrane unit 1120 are two, the moving distance of the first solution may be shorter than when the cutting surface is one, which is advantageous in improving power generation performance of the salinity generator. On the other hand, the upper and lower ends of the ion exchange membrane portion 1120 having an upper finishing portion 1120b and the lower finishing portion to finish the upper and lower portions of the incision surface 1120a, respectively (S40). If necessary, a sealing treatment may be performed to prevent the first solution and the second solution from mixing with each other through the upper and lower portions of the ion exchange membrane unit 1120. On the other hand, the ion exchange membrane portion 1120 may further include a sealing portion for sealing portions other than the first flow path and the second flow path. The sealing part includes a method of bonding the cutting surface 1120a of the ion exchange membrane part 1120 to seal a portion other than the first flow path and the second flow path to seal the corresponding solution only through each flow path. Can be. Therefore, the sealing part is also applicable to the third flow path or the fourth flow path. By applying the sealing portion, the corresponding solution and the like are maintained in the sealing state, respectively, and can move through the corresponding flow path in the main body portion or the electrode portion. Subsequently, the main body case 1220 is coupled to have the shape of supporting the first electrode 1110 and the ion exchange membrane unit 1120 to surround the ion exchange membrane unit 1120 (S50). The body case 1220 may include a connection hole 1220a connected to the cut surface 1120a. And a sealing part provided between the main body part and the ion exchange membrane part 1120 to seal a gap between the main body case 1220 and the ion exchange membrane part 1120. Here, the sealing part may include an adhesive film bonded to the outer circumferential surface of the ion exchange membrane part 1120. When assembling the ion exchange membrane unit 1120 and the main body case 1220, voids may occur. Leakage problems may occur in such a portion, using the O-rings on the top and bottom of the ion exchange membrane unit 1120 to prevent mixing of fresh water and seawater, but may not be perfect. Therefore, the voids generated during the assembly of the ion exchange membrane portion 1120 and the main body case 1220 are filled and cured by using a material such as resin, so that the ion exchange membrane portion 1120 and the main body case 1220 are perfectly formed. Can be sealed. When sealing the gap between the ion exchange membrane portion 1120 and the main body case 1220 with a resin (for example, FRP, polymer adhesive, etc.), the main body case 1220 and the resin material are considered to have good adhesion. The outer circumferential surface of the ion exchange membrane portion 1120 may be wrapped once more with an adhesive film. The electrode spacer 1130 is coupled to the outer circumferential surface of the ion exchange membrane unit 1120 (S60). The second electrode 1140 is coupled to the outer circumferential surface of the electrode spacer 1130 (S70). The electrode cover part 1150 is coupled to the outer circumferential surface of the second electrode 1140 (S80). Subsequently, the first cover 1200 and the second cover 1300 are coupled (S90). In addition, the electrode cover part 1150 is connected to a flow path corresponding to the main body part to form a salinity difference power generation part (S100 and S110).
본체부는 높이방향인 제1 방향으로 길고 원주방향인 제2 방향으로 라운드된 형상으로 형성될 수 있다. 본체부는 본체 케이스(1220), 제1 커버(1200), 그리고 제2 커버(1300)를 포함할 수 있다.The main body may be formed in a shape that is long in the first direction in the height direction and rounded in the second direction in the circumferential direction. The main body part may include a main body case 1220, a first cover 1200, and a second cover 1300.
본체 케이스(1220)는 제3 용액이 유동하는 제3 유로를 형성하는 제1 전극(1110)과 이온교환막부(1120)를 지지하는 형상을 가질 수 있다. 본체부는 적어도 유입 측부에 구비되어 제1 용액이 유입되는 제1 용액 유입부(1224), 그리고 유출 측부에 구비되어 제1 용액이 유출되는 제1 용액 유출부(1334)를 포함할 수 있다. 제1 용액은 본체부의 유입 측부 방향으로 유입되어 적어도 이온교환막부(1120)에서 제2 방향을 따라 유동하며 본체부의 유출 측부 방향으로 유출되도록 안내되고, 제2 용액은 본체부의 상부 방향으로 유입되어 적어도 이온교환막부(1120)에서 제1 방향을 따라 유동하며 본체부의 하부 방향으로 유출되도록 안내될 수 있다.The body case 1220 may have a shape for supporting the first electrode 1110 and the ion exchange membrane portion 1120 that form a third flow path through which the third solution flows. The main body may include a first solution inlet 1224 provided at least on the inlet side and a first solution inlet 1224 on which the first solution is introduced, and a first solution outlet 1334 on the outlet side to allow the first solution to flow out. The first solution flows in the inflow side direction of the body portion and flows at least in the second direction in the ion exchange membrane portion 1120 and is guided to flow out the outflow side direction of the body portion, and the second solution flows in the upper direction of the body portion and at least The ion exchange membrane unit 1120 may be guided to flow along the first direction and flow out in the lower direction of the main body unit.
제1 커버(1200)는 본체부의 상부에 구비되어 해당되는 용액의 유입 또는 유출을 안내할 수 있다. 제1 커버(1200)는 적어도 제2 용액이 유입되는 제2 용액 유입부(1222), 그리고 제3 용액이 유입되는 제3 용액 유입부(1226)를 포함할 수 있다. 제1 커버(1200)에는 제2 용액이 유입되어 제2 유로로 안내되는 제2 용액 유입구멍, 제3 용액이 유입되어 안내되는 제3 용액 유입구멍이 구비될 수 있다.The first cover 1200 may be provided at an upper portion of the main body to guide inflow or outflow of a corresponding solution. The first cover 1200 may include at least a second solution inlet 1222 into which the second solution is introduced, and a third solution inlet 1226 into which the third solution is introduced. The first cover 1200 may be provided with a second solution inlet hole through which the second solution is introduced and guided to the second flow path, and a third solution inlet hole through which the third solution is introduced and guided.
제2 커버(1300)는 본체부의 하부에서 제1 커버(1200)와 대응하는 위치에 구비되어 해당되는 용액의 유입 또는 유출을 안내할 수 있다. 제2 커버(1300)는 적어도 제2 용액이 유출되는 제2 용액 유출부(1332), 그리고 제3 용액이 유출되는 제3 용액 유출부(1336)를 포함할 수 있다. 제2 커버(1300)에는 제2 용액이 외부로 유출되도록 안내되는 제2 용액 유출구멍, 제3 용액이 외부로 유출되도록 안내되는 제3 용액 유출구멍이 구비될 수 있다.The second cover 1300 may be provided at a position corresponding to the first cover 1200 at a lower portion of the main body to guide the inflow or outflow of the corresponding solution. The second cover 1300 may include at least a second solution outlet 1332 through which the second solution flows out, and a third solution outlet 1336 through which the third solution flows out. The second cover 1300 may include a second solution outlet hole for guiding the second solution to the outside and a third solution outlet hole for guiding the third solution to the outside.
전극부는 본체부의 중심부에서 제1 방향으로 길게 형성되는 제1 전극(1110)과 제1 전극(1110)으로부터 미리 설정된 간격으로 이격되어 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 형성되는 제2 전극(1140)을 포함하며, 제3 용액의 흐름을 안내할 수 있다. 전극부는 전극 스페이서(1130), 전극 커버부(1150)를 더 포함할 수 있다.The electrode part may be spaced apart from the first electrode 1110 and the first electrode 1110 formed in a first direction at a central portion of the main body part at predetermined intervals, and the second electrode 1140 formed in a round shape in the second direction. It may include, and may guide the flow of the third solution. The electrode part may further include an electrode spacer 1130 and an electrode cover part 1150.
제1 전극(1110)은 길이방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 본체부의 내측 중심부에 구비되는 전극체(1112e), 전극체(1112e)의 길이방향 상단에 구비되어 전극체(1112e)를 보호하는 제1 전극 지지체(1112d), 전극체(1112e)의 길이방향 하단에 구비되어 전극체(1112e)를 보호하는 제2 전극 지지체(1112c), 그리고 전극체(1112e)의 외주면에 구비되어 제3 용액과의 접촉면적을 증대시키는 접촉부(1112g)를 포함할 수 있다.The first electrode 1110 is formed in a cylindrical shape along the longitudinal direction and is provided at the upper end in the longitudinal direction of the electrode body 1112e and the electrode body 1112e provided at the inner center of the main body to protect the electrode body 1112e. The third solution is provided on the first electrode support 1112d, the second electrode support 1112c provided at the lower end in the longitudinal direction of the electrode body 1112e to protect the electrode body 1112e, and the outer circumferential surface of the electrode body 1112e. And a contact portion 1112g for increasing the contact area with the contact.
제1 전극(1110)과 제2 전극(1140)은 내측 중심부와 외측에 각각 구비됨을 고려하여 전극 면적의 균형을 맞추기 위해 제1 전극(1110)의 구조를 반응 면적이 극대화하도록 형성할 수 있다. 접촉부(1112g)는 제1 전극(1110)의 외주면과 전극 구조체(1116) 사이에 구비되어 제3 유로를 흐르는 제3 용액과의 접촉면적을 증대시킬 수 있다. 여기서, 전극 구조체(1116)는 실질적으로 이온교환막부(1120)와 접하는 부분이며, 필요에 따라 접촉부(1112g)를 전극 구조체(1116)와 일체로 형성할 수도 있다. 전극 구조체(1116)는 제1 전극(1110)을 보호하는 전극 케이스를 포함할 수 있다. 접촉부(1112g)는 제3 용액과의 접촉면적을 증대시켜 반응면적을 확보함으로써, 중심부의 제1 전극(1110)과 외측의 제2 전극(1140) 간에 전극 면적의 균형을 맞출 수 있으면 다양한 형태로 형성될 수 있다. 접촉부(1112g)는 제1 전극(1110)의 외주면에 접힌형상 또는 굴곡된 판형으로 형성될 수 있으며, 핀형상, 해리컬 구조로 구비될 수 있다. 또한, 접촉부(1112g)를 폼(form) 또는 메쉬(mesh) 구조로 형성할 수도 있다. 그리고 접촉부(1112g)는 제1 용액과의 접촉면적을 더 증대시킬 수 있도록 복수로 구비될 수 있다. 또한, 제1 전극(1110)의 분극 수량에 대응하도록 복수로 구비될 수도 있다. 제1 전극(1110)은 접촉부(1112g)와 일체형으로 구성할 수 있으며, 제1 전극(1110)의 탈착이 가능하도록 구성하여 제1 전극(1110)의 유지세정을 용이하도록 할 수도 있다.The first electrode 1110 and the second electrode 1140 may be formed to maximize the structure of the first electrode 1110 in order to balance the electrode area in consideration of being provided at the inner center and the outer side, respectively. The contact portion 1112g may be provided between the outer circumferential surface of the first electrode 1110 and the electrode structure 1116 to increase the contact area with the third solution flowing through the third flow path. Here, the electrode structure 1116 is a portion substantially in contact with the ion exchange membrane portion 1120, and the contact portion 1112g may be integrally formed with the electrode structure 1116 as necessary. The electrode structure 1116 may include an electrode case that protects the first electrode 1110. The contact portion 1112g increases the contact area with the third solution to secure the reaction area, and thus, if the electrode area can be balanced between the first electrode 1110 at the center and the second electrode 1140 at the outer side, the contact portion 1112g may have various shapes. Can be formed. The contact portion 1112g may be formed in a folded shape or a curved plate shape on the outer circumferential surface of the first electrode 1110 and may be provided in a pin shape and a nautical structure. In addition, the contact portion 1112g may be formed in a form or mesh structure. The contact portion 1112g may be provided in plural to further increase the contact area with the first solution. In addition, a plurality of first electrodes 1110 may be provided to correspond to the polarization quantities of the first electrodes 1110. The first electrode 1110 may be integrally formed with the contact portion 1112g, and may be configured to be detachable from the first electrode 1110 to facilitate the cleaning and cleaning of the first electrode 1110.
전극체(1112e)는 원기둥형상의 길이방향 일단에 형성된 유입 가이드홈과 유입 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유입구멍(1112e1)을 갖고 접촉부(1112g)로 제3 용액의 균일한 분산 유입흐름을 안내하는 유입 가이드부, 그리고 원기둥형상의 길이방향 타단에 형성된 유출 가이드홈과 유출 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유출구멍(1112e2)을 갖고 접촉부(1112g)로부터 제3 용액의 균일한 분산 유출흐름을 안내하는 유출 가이드부를 포함할 수 있다. The electrode body 1112e has an inflow guide groove formed at one end in a cylindrical shape and a plurality of inflow holes 1112e1 provided on the circumferential surface of the inflow guide groove, and uniformly distributes the inflow flow of the third solution into the contact portion 1112g. And an inflow guide portion for guiding the water, and an outflow guide groove formed at the other end of the cylindrical shape and a plurality of outflow holes 1112e2 provided on the circumferential surface of the outflow guide groove to uniformly disperse the third solution from the contact portion 1112g. It may include an outflow guide for guiding the outflow.
전극체(1112e)는 원통 모양의 유입 가이드부와 유출 가이드부의 형상을 동일하게 형성할 수 있으며, 제3 용액이 유입되는 유입구멍(1112e1)과 유출되는 유출구멍(1112e2)이 뚫려 있는 부분까지만 상단 및 하단에 홈이 있는 구조로 형성할 수 있다. 제3 용액의 흐름 방향을 살펴보면, 제3 용액은 제1 방향으로 흐르며 원통 모양의 유입 가이드부로 유입된다. 유입 가이드부의 유입구멍(1112e1)을 따라 제1 방향과 직각인 유입 가이드부의 외부 지름 방향으로 흘러 나가 접촉부(1112g)로 공급된다. 접촉부(1112g)로 공급된 제3 용액은 제1 방향을 따라 균일하게 분산된다. 그리고 접촉부(1112g)에 공급된 제3 용액은 인접한 이온교환막 중 제1 전극(1110)과 인접한 차폐 분리막(shielding membrane)과 접촉하도록 구비될 수 있다. 접촉부(1112g)와 차폐 분리막이 접촉된 상태에서 제1 방향으로 흘러 내려오는 제3 용액은 유출 가이드부의 유출구멍(1112e2)을 통해 유출 가이드부의 지름 내부 방향으로 유입된 후, 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다. 한편, 가이드부의 형성시 원뿔형상으로 형성하여 제3 용액의 균일한 분산 흐름을 효율적으로 안내할 수 있다. 상기한 바와 같이 제3 유로는 제1 방향의 상부로 유입되어 전극체(1112e)와 접촉부(1112g)를 통해 제1 방향을 따라 유동한 후 제1 방향의 하부로 유출될 수 있다.The electrode body 1112e may have the same shape as the cylindrical inflow guide part and the outflow guide part, and the upper end is provided only up to the portion where the inflow hole 1112e1 and the outflow hole 1112e2 outflow the third solution. And it can be formed in a structure having a groove at the bottom. Looking at the flow direction of the third solution, the third solution flows in the first direction and flows into the cylindrical inflow guide portion. The inflow guide portion flows in the outer radial direction of the inflow guide portion perpendicular to the first direction along the inflow hole 1112e1 and is supplied to the contact portion 1112g. The third solution supplied to the contact portion 1112 g is uniformly dispersed along the first direction. The third solution supplied to the contact portion 1112g may be provided to contact a shielding membrane adjacent to the first electrode 1110 of the adjacent ion exchange membrane. The third solution flowing down in the first direction when the contact portion 1112g and the shielding separator are in contact with each other flows in the radially inward direction of the outflow guide portion through the outflow hole 1112e2 of the outflow guide portion, and then moves downward to the lower portion of the first direction. May spill. On the other hand, it is formed in a conical shape when forming the guide portion can guide the uniform dispersion flow of the third solution efficiently. As described above, the third flow path may flow into the upper portion of the first direction and flow along the first direction through the electrode body 1112e and the contact portion 1112g and then flow out of the lower portion of the first direction.
전극체(1112e)는 길이방향을 따라 일측에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하는 전극 분리부(1112f)를 포함할 수 있다. 전극 분리부(1112f)는 제11 전극 분리부, 그리고 제11 전극 분리부와 서로 대응하는 위치에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하는 제12 전극 분리부를 포함할 수 있다. 전극체(1112e)는 제11 전극 분리부와 제12 전극 분리부를 기준으로 서로 대응하는 위치에서 동일한 형상으로 구비되는 제11 전극체와 제12 전극체를 포함할 수 있다.The electrode body 1112e may include an electrode separator 1112f which protrudes on one side in the longitudinal direction and divides the electrode into a plurality of electrodes. The electrode separator 1112f may include an eleventh electrode separator and a twelfth electrode separator that protrudes at a position corresponding to each other with the eleventh electrode separator to divide the electrodes into a plurality of electrodes. The electrode body 1112e may include an eleventh electrode body and a twelfth electrode body provided in the same shape at positions corresponding to each other based on the eleventh electrode separator and the twelfth electrode separator.
전극 지지체는 제1 전극(1110)을 보호하는 형상을 갖고 제1 전극(1110)의 상부와 하부에서 제1 전극(1110)을 보호하며 이온교환막부(1120)가 결합되는 원통형으로 형성할 수 있다. 제1 전극 지지체(1112d)와 제2 전극 지지체(1112c)는 실질적으로 이온교환막부(1120)가 감기는 부분이기 때문에 별도의 개구부가 형성되지 않게 형성할 수 있다. 따라서, 이온교환막부(1120)를 용이하게 감을 수 있다. 한편 제1 전극 지지체(1112d)와 제2 전극 지지체(1112c)는 각각 해당되는 부분에 나사산을 형성하여 전극체(1112e)와의 결합을 용이하게 구현할 수 있다.The electrode support may have a shape that protects the first electrode 1110, protect the first electrode 1110 at the upper and lower portions of the first electrode 1110, and may have a cylindrical shape to which the ion exchange membrane part 1120 is coupled. . Since the first electrode support 1112d and the second electrode support 1112c are substantially wound portions of the ion exchange membrane portion 1120, a separate opening may not be formed. Therefore, the ion exchange membrane portion 1120 can be easily wound. On the other hand, the first electrode support 1112d and the second electrode support 1112c may be easily coupled to the electrode body 1112e by forming a thread in a corresponding portion.
전극 스페이서(1130)는 이온교환막부(1120)의 외측에 구비되어 본체 케이스(1220)에 결합되며, 제1 유로와 제2 유로의 메인 경로를 형성할 수 있다. 전극 스페이서(1130)는 제1 전극(1110)에 대응하여 복수로 구비될 수 있다.The electrode spacer 1130 may be provided at an outer side of the ion exchange membrane unit 1120 to be coupled to the main body case 1220 and form a main path of the first flow path and the second flow path. The electrode spacer 1130 may be provided in plurality in correspondence with the first electrode 1110.
제2 전극(1140)은 곡률을 갖는 원통형으로 형성되어 전극 스페이서(1130)의 외주면과 간격을 두고 전극 스페이서(1130)의 외측에 구비될 수 있다. 제2 전극(1140)은 제1 전극(1110)에 대응하여 복수로 구비될 수 있다.The second electrode 1140 may be formed in a cylindrical shape having a curvature and disposed outside the electrode spacer 1130 at intervals from an outer circumferential surface of the electrode spacer 1130. The second electrode 1140 may be provided in plurality in correspondence with the first electrode 1110.
전극 커버부(1150)는 제2 전극(1140)의 외주면에 간격을 두고 제4 유로를 형성하며, 제3 유로의 출구에 연결되어 유입되는 제3 용액이 제4 유로를 따라 유동하여 외부로 유출하도록 안내할 수 있다. 전극 커버부(1150)는 일체형으로 형성될 수 있으며, 필요에 따라 제1 전극(1110)에 대응하여 복수로 구비될 수 있다. 예를 들어, 전극 커버부(1150)는 제11 전극체와 제12 전극체에 각각 대응하는 위치에서 동일한 형상으로 구비되는 제11 전극 커버부와 제12 전극 커버부를 포함할 수 있다. 전극 커버부(1150)는 적어도 제3 용액 유출부(1336)로부터 유출되는 제3 용액이 제4 유로로 유입되는 전극용액 유입부(1154), 그리고 전극용액 유입부(1154)와 대응하는 위치에 구비되어 제4 유로를 따라 유동한 제3 용액이 외부로 유출되는 전극용액 유출부(1152)를 포함할 수 있다.The electrode cover part 1150 forms a fourth flow path at intervals on the outer circumferential surface of the second electrode 1140, and the third solution, which is connected to the outlet of the third flow path, flows along the fourth flow path and flows out to the outside. Can be guided. The electrode cover part 1150 may be integrally formed, and a plurality of electrode cover parts 1150 may be provided to correspond to the first electrode 1110 as necessary. For example, the electrode cover part 1150 may include an eleventh electrode cover part and a twelfth electrode cover part having the same shape at positions corresponding to the eleventh electrode body and the twelfth electrode body, respectively. The electrode cover 1150 may be disposed at a position corresponding to at least the electrode solution inlet 1154 and the electrode solution inlet 1154 through which the third solution flowing out of the third solution outlet 1336 flows into the fourth flow path. An electrode solution outlet 1152 may be provided to allow the third solution flowing along the fourth flow path to flow out.
한편, 이온교환막부(1120)는 유입 측부에 대응하여 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 용액 유입부(1224)와 연결되어 제1 용액의 측방향 유입과 제2 방향 유동을 안내하는 유입 저장 채널, 그리고 유출 측부에 대응하여 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 제1 용액 유출부(1334)와 연결되어 제1 용액의 측방향 유출을 안내하는 유출 저장 채널을 포함할 수 있다.On the other hand, the ion exchange membrane portion 1120 forms a storage space in which a portion is opened along the first direction and is sealed at an upper side and a lower side corresponding to the inflow side, and is connected to the first solution inlet portion 1224 to form a first solution. An inlet storage channel for guiding the lateral inlet and the second directional flow, and a storage space with a portion open along the first direction and sealed at the top and the bottom corresponding to the outlet side, the first solution outlet 1334 And an outlet storage channel connected to and directing a lateral outflow of the first solution.
이온교환막부(1120)는 제1 전극(1110)과 제2 전극(1140) 사이에서 제1 전극(1110)을 중심으로 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 적층되는 양이온교환막(CEM ; Cation Exchange Membrane)과 음이온교환막(AEM ; Anion Exchange Membrane)을 포함한 이온교환 막층을 복수로 포함할 수 있다. 미리 설정된 위치에서 제1 용액이 유동하는 제1 유로와 제2 용액이 유동하는 제2 유로가 제1 방향 또는 제2 방향에서 서로 격리될 수 있다. 그리고 이온교환막부(1120)는 양이온교환막과 음이온교환막에 각각 구비되어 서로 이웃한 교환막과 간격을 유지하면서 제1 용액과 제2 용액의 유로가 되는 스페이서가 형성될 수 있다. 즉, 이온교환막부(1120)에서 이온교환막층은 음이온교환막, 제1 용액 스페이서, 양이온교환막, 제2 용액 스페이서를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 용액 스페이서를 사이에 두고 결합되는 음이온교환막과 양이온교환막은 서로 순서를 바꾸어 구비될 수 있다. 즉, 이온교환막층은 음이온교환막, 제1 용액 스페이서, 양이온교환막, 제2 용액 스페이서의 순서로 구비될 수 있으며, 양이온교환막, 제1 용액 스페이서, 음이온교환막, 제2 용액 스페이서의 순서로 구비될 수도 있다. 이온교환막층은 양이온교환막, 제1 용액 스페이서, 양이온교환막, 제2 용액 스페이서의 조합을 1세트로 하며, 복수의 세트로 구비될 수 있다. 이러한 경우, 이온교환막층은 음이온교환막, 제1 용액 스페이서, 양이온교환막, 제2 용액 스페이서의 조합을 1세트로 하여 나선(spiral)형으로 돌리면서 복수의 세트로 적층하면서 원통형 스택을 형성할 수 있다. 제1 용액 스페이서는 음이온교환막과 양이온교환막 사이에 구비되며, 제1 용액이 흐르는 통로인 제1 개구부의 양측벽이 가스켓 또는 접착층으로 구비될 수 있다. 제2 용액 스페이서는 음이온교환막과 양이온교환막 사이에 구비되며, 제1 용액이 흐르는 통로인 제1 개구부의 양측벽이 가스켓 또는 접착층으로 구비될 수 있다. 따라서, 원통형 스택이 형성된 상태에서 제1 용액은 제1 개구부를 통해 원통형 스택의 원주방향인 제2 방향을 따라 흐르며, 제2 용액은 제2 개구부를 통해 원통형 스택의 높이방향인 제1 방향을 따라 흐르게 할 수 있다. 한편, 이온교환막부(1120)에서 양이온교환막과 음이온교환막은 가스켓과 일체형으로 구비될 수 있다. 또한, 스페이서는 양이온교환막과 음이온교환막 표면에 유로 패턴을 갖는 패턴형 이온교환막으로 형성될 수 있다. 따라서, 이온교환막부(1120)는 평막형상의 이온교환막에 스페이서를 추가하여 구성하는 방식과 패턴형 이온교환막을 단독으로 사용하는 경우 모두 구현할 수 있다. The ion exchange membrane unit 1120 is a cation exchange membrane (CEM) stacked between the first electrode 1110 and the second electrode 1140 in a rounded shape along a second direction with respect to the first electrode 1110. And an ion exchange membrane layer including an anion exchange membrane (AEM). The first flow path through which the first solution flows and the second flow path through which the second solution flows at a predetermined position may be isolated from each other in the first direction or the second direction. In addition, the ion exchange membrane unit 1120 may be provided in the cation exchange membrane and the anion exchange membrane, respectively, and a spacer may be formed as a flow path between the first and second solutions while maintaining a gap with the adjacent exchange membrane. That is, the ion exchange membrane layer in the ion exchange membrane unit 1120 may include an anion exchange membrane, a first solution spacer, a cation exchange membrane, and a second solution spacer. Here, the anion exchange membrane and the cation exchange membrane coupled with the first solution spacer therebetween may be provided in reverse order. That is, the ion exchange membrane layer may be provided in the order of the anion exchange membrane, the first solution spacer, the cation exchange membrane, the second solution spacer, and may be provided in the order of the cation exchange membrane, the first solution spacer, the anion exchange membrane, the second solution spacer. have. The ion exchange membrane layer is a set of a combination of a cation exchange membrane, a first solution spacer, a cation exchange membrane, and a second solution spacer, and may be provided in plural sets. In this case, the ion exchange membrane layer may be a combination of the anion exchange membrane, the first solution spacer, the cation exchange membrane, and the second solution spacer in one set to form a cylindrical stack while laminating in a plurality of sets while rotating in a spiral form. . The first solution spacer may be provided between the anion exchange membrane and the cation exchange membrane, and both side walls of the first opening, which is a passage through which the first solution flows, may be provided as a gasket or an adhesive layer. The second solution spacer may be provided between the anion exchange membrane and the cation exchange membrane, and both side walls of the first opening, which is a passage through which the first solution flows, may be provided as a gasket or an adhesive layer. Thus, in the state where the cylindrical stack is formed, the first solution flows through the first opening along the second direction, which is the circumferential direction of the cylindrical stack, and the second solution flows along the first direction, which is the height direction of the cylindrical stack, through the second opening. Can flow. On the other hand, the cation exchange membrane and the anion exchange membrane in the ion exchange membrane unit 1120 may be provided integrally with the gasket. In addition, the spacer may be formed of a patterned ion exchange membrane having a flow path pattern on the surface of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane. Therefore, the ion exchange membrane unit 1120 may be implemented both by adding a spacer to the flat membrane-shaped ion exchange membrane and when using a patterned ion exchange membrane alone.
이온교환막부(1120)는 롤 형태로 감겨 적층된 상태에서 미리 설정된 위치에 1개 또는 복수의 절개면(1120a)을 갖는 형태로 형성할 수 있다. 이온교환막부(1120)의 절개면(1120a) 개수에 따라 전극부의 수량을 구분할 필요가 있다. 예를 들어, 이온교환막부(1120)의 절개면(1120a)이 2개이면 전극부도 2개로 구분할 수 있다. 이온교환막부(1120)의 절개면(1120a)이 최소화되면 절단에 따른 조립 공정의 불편성 및 구조의 복잡성을 최소화할 수 있어, 스택 조립의 생산성을 확보할 수 있다. 그리고 제1 용액이 유동하는 제1 유로와 제2 용액이 유동하는 제2 유로가 제1 방향 또는 제2 방향에서 서로 격리되어 구획될 수 있다. 이온교환막부(1120)는 양이온교환막과 음이온교환막의 적층시 비 이온전도성의 아주 얇은 친수성의 다공성 필름을 이온교환막의 오염 저감층 또는 오염물질 방지층으로 사용할 수 있다. 오염물질 방지층은 기공 크기가 10~50nm이고 두께가 1um 미만인 친수성이면서 기공성 지지체(Hydrophilic Porous substrate) 또는 코팅층으로 형성할 수 있다. 오염물질 방지층은 음이온교환막의 표면에 형성될 수 있다. 음이온교환막의 표면에 오염물질의 부착을 방지하는 오염물질 방지층을 다공성 지지체로 형성함으로써 이온은 이온교환막쪽으로 확산시키고, 음이온성 오염물질의 적층을 감소시킬 수 있다. 그리고 오염물질이 일부 적층되더라도 물리적 적층으로 후처리시 잘 떨어질 수 있다. 따라서, 음이온교환막의 표면 오염에 대한 방지 및 후처리 공정에서 더 큰 효과를 얻을 수 있다. 그리고 전체적인 이온교환막부(1120)의 이온교환 반응을 향상시킬 수 있으며 염도차 발전부의 발전효율을 더 증대시킬 수 있다.The ion exchange membrane unit 1120 may be formed in a shape having one or a plurality of cutaway surfaces 1120a at a predetermined position in a rolled and stacked state. It is necessary to classify the number of electrode portions according to the number of cut surfaces 1120a of the ion exchange membrane portion 1120. For example, when the cut surfaces 1120a of the ion exchange membrane portion 1120 are two, the electrode portions may be divided into two. If the cutting surface 1120a of the ion exchange membrane unit 1120 is minimized, inconvenience of assembly process due to cutting and complexity of the structure may be minimized, and thus productivity of stack assembly may be secured. The first flow path in which the first solution flows and the second flow path in which the second solution flows may be partitioned from each other in the first direction or the second direction. The ion exchange membrane unit 1120 may use a very thin hydrophilic porous film having a non-ion conductivity when the cation exchange membrane and the anion exchange membrane are stacked as a pollution reduction layer or a pollution prevention layer of the ion exchange membrane. The contaminant prevention layer may be formed of a hydrophilic porous substrate or coating layer having a pore size of 10 to 50 nm and a thickness of less than 1 μm. The contaminant prevention layer may be formed on the surface of the anion exchange membrane. By forming a contaminant prevention layer as a porous support to prevent adhesion of contaminants on the surface of the anion exchange membrane, ions can diffuse toward the ion exchange membrane and reduce the stack of anionic contaminants. And even if some of the contaminants are stacked, they may fall off well after physical treatment. Therefore, a greater effect can be obtained in the prevention and surface treatment of the surface of the anion exchange membrane. In addition, the ion exchange reaction of the overall ion exchange membrane unit 1120 may be improved, and the power generation efficiency of the salinity difference generator may be further increased.
그리고 스페이서 또는 패턴 이외에 모세관현상이 매우 잘 발생되는 구조의 지지체를 사용할 경우, 외부의 펌프 도움없이 지속적으로 충방전이 가능한 소형 파워 팩(power pack)을 구성할 수 있다. 또한, 다공성 지지체를 사용함으로써 이온은 이온교환막쪽으로 확산시키고, 음이온성 오염물질의 적층을 감소시킬 수 있다. 그리고 오염물질이 적층되더라도 물리적 적층으로 후처리시 잘 떨어질 수 있다. 여기서, 지지체는 휴지와 같은 종이, 친수성 직물, 부직포 복합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모세관 현상에 의해 펌프의 도움 없이도 용액 공급이 가능한 지지체를 일반 스페이서 대신 사용할 수 있으므로 충전식 원통형 스택(rechargeable stack)에 적용할 수 있다.In addition, when a support having a structure in which capillary phenomenon is generated in addition to the spacer or the pattern is used, a small power pack capable of continuously charging and discharging without an external pump may be configured. In addition, by using a porous support, ions can diffuse toward the ion exchange membrane and reduce the deposition of anionic contaminants. And even if contaminants are stacked, they may fall off well after physical treatment. Here, the support may comprise paper, such as tissue paper, hydrophilic fabrics, nonwoven composites. For example, a capillary phenomenon can be applied to a rechargeable cylindrical stack since a support capable of supplying a solution without the help of a pump can be used instead of a general spacer.
한편, 상기한 바와 같이 롤 형태로 적층되는 경우, 이온교환막층에서 마지막으로 제2 전극(1140)과 맞닿는 부분의 이온교환막은 제1 전극(1110)과 맞닿아 시작한 이온교환막과 동일한 이온교환막으로 적층할 수 있다. 예를 들어, 이온교환막층은 양이온교환막, 제1 용액 스페이서, 음이온교환막, 제2 용액 스페이서의 순서로 구비된 조합으로 제1 전극(1110)을 중심으로 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 적층될 경우, 제1 전극(1110)과 맞닿는 이온교환막의 종류는 양이온교환막이 되며, 이 때에는 제2 전극(1140)에 맞닿는 이온교환막의 종류도 양이온교환막이 되도록 이온교환막을 적층할 수 있다. 또 다른 조합으로 음이온교환막, 제1 용액 스페이서, 양이온교환막, 제2 용액 스페이서의 순서로 구비된 조합으로 제1 전극(1110)을 중심으로 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 적층될 경우, 제1 전극(1110)과 맞닿는 이온교환막의 종류는 음이온교환막이 되며, 이 때에는 제2 전극(1140)에 맞닿는 이온교환막의 종류도 음이온교환막이 되도록 이온교환막을 적층할 수 있다. 한편, 제1 전극(1110) 및 제2 전극(1140)과 맞닿는 부분의 분리막인 차폐 분리막(shielding membrane)은 1가 이온(Na+, K+, Cl- 등) 선택성 분리막을 포함할 수 있다. 1가 이온 선택성이 우수한 이온교환막을 사용하여 염분차 발전에 의한 전기 생산 효율을 극대화시킬 수 있다. 1가 선택성이 없는 분리막을 이러한 차폐 분리막으로 사용할 경우, 차폐 분리막에 인접한 유로를 통해 공급되는 고농도 용액에 다가 이온(Ca2+, Mg2+, Cl2- 등)이 다량 존재할 수 있다. 이러한 다가 이온의 이동이 1가 이온의 이동을 방해하며, 전극의 산화환원 반응(REDOX couple reaction, reduction-oxidation couple reaction)의 효율을 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 전극 쪽, 특히 캐소드가 되는 전극 부분에 유입된 다가 이온은 전극 반응에 의해 생성된 하이드록사이드(hydroxide, OH-)나 탄산(carbonate, CO3-)기와 반응하여 무기화합물(calcium carbonate, magnesium hydroxide 등)로 침전되어 전극 표면의 활성을 방해해서 전극의 성능을 감소시키고, 결국에는 스택의 발전 효율을 저감시키는 원인이 된다. 그러므로 이러한 문제점을 극복하기 위해 제1 전극(1110) 및 제2 전극(1140)과 맞닿는 부분의 차폐 분리막은 1가 선택성이 우수한 이온교환막을 사용할 수 있다.On the other hand, in the case of lamination in the form of a roll as described above, the ion exchange membrane of the last contact portion of the ion exchange membrane layer with the second electrode 1140 is laminated with the same ion exchange membrane as the ion exchange membrane started by contacting the first electrode 1110. can do. For example, when the ion exchange membrane layer is stacked in a round shape along the second direction around the first electrode 1110 in a combination provided in the order of cation exchange membrane, first solution spacer, anion exchange membrane, and second solution spacer. The type of ion exchange membrane contacting the first electrode 1110 may be a cation exchange membrane, and the ion exchange membrane may be stacked such that the type of ion exchange membrane contacting the second electrode 1140 is also a cation exchange membrane. In another combination, an anion exchange membrane, a first solution spacer, a cation exchange membrane, and a second solution spacer, in the order of being stacked in a round shape along a second direction with respect to the first electrode 1110, the first electrode The type of the ion exchange membrane contacting the 1110 is an anion exchange membrane, and the ion exchange membrane may be stacked such that the type of the ion exchange membrane contacting the second electrode 1140 is also an anion exchange membrane. Meanwhile, the shielding membrane, which is a separator in a portion in contact with the first electrode 1110 and the second electrode 1140, may include a monovalent ion (Na +, K +, Cl−, etc.) selective separator. By using an ion exchange membrane having excellent monovalent ion selectivity, it is possible to maximize electricity production efficiency due to salt generation. When a monovalent selectivity separator is used as the shielding separator, a large amount of polyvalent ions (Ca 2+, Mg 2+, Cl 2, etc.) may be present in a high concentration solution supplied through a channel adjacent to the shielding separator. The movement of polyvalent ions interferes with the movement of monovalent ions and can reduce the efficiency of the redox couple reaction (reduction-oxidation couple reaction) of the electrode. In addition, the polyvalent ions introduced into the electrode, in particular, the electrode portion, which becomes the cathode, react with hydroxide (OH-) or carbonate (CO3-) groups generated by the electrode reaction to form an inorganic compound (calcium carbonate, Precipitates with magnesium hydroxide, etc. can interfere with the activity of the electrode surface, reducing the performance of the electrode, eventually reducing the stack's power generation efficiency. Therefore, in order to overcome this problem, an ion exchange membrane having excellent monovalent selectivity may be used as the shielding separator in a portion contacting the first electrode 1110 and the second electrode 1140.
상기한 바와 같이 본 발명의 제7 실시예에 따른 염도차 발전장치는 원통형 스택의 조립 및 공급 구조를 간단히 형성하기 위해 제1 용액인 해수의 공급 방식을 개선한 것으로, 본체부의 측면에서 2개의 절개면(1120a)을 갖는 이온교환막부(1120)로 제1 용액을 공급할 수 있다. 즉, 본체부의 외부 측면에서 이온교환막부(1120)의 절개면(1120a)으로 제1 용액을 공급하고 배출할 수 있다. 이러한 방식은 본체부의 상부에서 제1 용액을 공급하는 방식에 비해 이온교환막부(1120)의 상부 실링에 대한 부담을 감소시킬 수 있다. 그리고 양이온교환막과 음이온교환막의 한 쌍을 이용하여 복수의 이온교환막을 나선(spiral)형 적층구조로 개선한 원통형의 염도차 발전부에서 복수의 이온교환막을 따라 제1 용액 또는 제2 용액이 해당되는 유로를 통해 크로스 플로우(cross-flow)가 가능하다. 또한, 원통형 스택의 이온교환막부(1120)를 절단함에 따라 해수와 담수의 흐름을 완전히 분리할 수 있다. 또한, 이온교환막부(1120)와 전극부를 분리함으로써 생성되는 전압을 최대화할 수 있다. 본 발명의 제7 실시예에 따른 염도차 발전장치를 이용하여 전압의 효율을 실험한 결과 전력량 40W, 개방회로전압(OCV ; open circuit voltage) 22V의 결과를 확인할 수 있었다. 실험조건으로 이온교환막은 KIER막을 사용하였으며, 이온교환막은 너비 0.3m, 길이 150m로 권취하고, 공급수(해수 0.5M, 담수 0.01M, 유량 0.01m3/hr)와 온도(20도)를 설정하여 실험하였다. 한편, 염도차 발전부를 원통형 스택 형태로 형성함으로써 대용량을 위한 모듈화에 매우 유리할 뿐 아니라, 교체와 재생이 매우 간단한 장점을 갖는다. 또한, 염도차 발전부의 조립이 간단하여 생산 단가를 낮출 수 있다. 또한, 원통형 스택의 운전 도중 후처리가 용이하여 오염 물질의 처리가 용이하고, 사용되는 에너지를 감소시킬 수 있다. 여기서, 후처리는 물리적 방식의 공기 주입법(air sparging)을 사용할 수 있다. 그리고 후처리는 화학적 방식의 희석된 수산화나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na2CO3) 또는 산 등을 이용한 세정(CIP ; Cleaning In Place)을 사용할 수 있다. 또한, 후처리는 물리적 방식과 화학적 방식을 조합한 형태로도 사용할 수 있다.As described above, the salinity difference generator according to the seventh embodiment of the present invention is an improved method of supplying seawater, which is the first solution, to easily form an assembly and supply structure of a cylindrical stack. The first solution may be supplied to the ion exchange membrane portion 1120 having the surface 1120a. That is, the first solution may be supplied and discharged from the outer side surface of the body portion to the cut surface 1120a of the ion exchange membrane portion 1120. This method can reduce the burden on the upper sealing of the ion exchange membrane portion 1120 as compared to the method of supplying the first solution from the top of the body portion. The first solution or the second solution corresponds to the plurality of ion exchange membranes along the plurality of ion exchange membranes in a cylindrical salinity generator that improves a plurality of ion exchange membranes in a spiral stack structure by using a pair of a cation exchange membrane and an anion exchange membrane. Cross flow is possible through the flow path. In addition, by cutting the ion exchange membrane portion 1120 of the cylindrical stack it is possible to completely separate the flow of sea water and fresh water. In addition, the voltage generated by separating the ion exchange membrane unit 1120 and the electrode unit may be maximized. As a result of experimenting with the efficiency of the voltage using the salinity difference generator according to the seventh embodiment of the present invention, the results of 40 W of power and 22 V of open circuit voltage (OCV) were confirmed. As experimental conditions, KIER membrane was used for the ion exchange membrane, and the ion exchange membrane was wound up to 0.3m in width and 150m in length, and the feed water (sea water 0.5M, fresh water 0.01M, flow rate 0.01m 3 / hr) and temperature (20 degrees) were set. The experiment was carried out. On the other hand, by forming the salinity difference unit in the form of a cylindrical stack is very advantageous for modularization for large capacity, and has the advantage of very simple replacement and regeneration. In addition, since the assembly of the salinity generator unit is simple, the production cost can be lowered. In addition, the post-processing during the operation of the cylindrical stack is easy to facilitate the treatment of contaminants and to reduce the energy used. Here, the post-treatment may use a physical method of air sparging. And the post-treatment may use a cleaning (CIP; Cleaning In Place) using diluted sodium hydroxide (NaOH), sodium carbonate (Na2CO3) or acid in a chemical manner. The post-treatment can also be used in a combination of physical and chemical methods.
도 30은 본 발명의 제8 실시예에 따른 염도차 발전장치의 형성단계를 도시한 도면이며, 도 31은 본 발명의 제8 실시예에 따른 제1 전극의 결합관계를 도시한 도면이다. 그리고 도 32는 제1 전극을 중심으로 이온교환막부가 적층된 상태에서 전극용액의 흐름에 관해 도시한 도면이다. 도 30 내지 도 32를 참조하면, 본 발명의 제8 실시예에 따른 염도차 발전장치는 본 발명의 제7 실시예에 따른 염도차 발전장치와 같이 염도차 발전부를 원통형 스택 형태로 형성할 수 있다. 다만, 제1 전극(2110)의 구조와 제1 용액, 제3 용액의 유로를 상이하게 형성한 차이점이 있다. 본 발명의 제8 실시예에서는 내부의 제1 전극(2110)을 통해 전극용액과 해수를 동시에 공급할 수 있다. 이러한 방식은 해수 공급에 따른 조립 방식을 좀 더 간단히 하면서, 이온교환막부(2120)를 절단하는 공정 및 케이스 조립 공정을 단순화할 수 있다.FIG. 30 is a view illustrating a forming step of a salinity generator according to an eighth embodiment of the present invention, and FIG. 31 is a view illustrating a coupling relationship of a first electrode according to an eighth embodiment of the present invention. 32 is a view showing the flow of the electrode solution in a state where ion exchange membrane parts are stacked around the first electrode. 30 to 32, the salinity difference generator according to the eighth embodiment of the present invention may form a salinity difference generator in the form of a cylindrical stack like the salinity difference generator according to the seventh embodiment of the present invention. . However, there is a difference in that the structure of the first electrode 2110 and the flow path of the first solution and the third solution are differently formed. In the eighth embodiment of the present invention, the electrode solution and the seawater may be simultaneously supplied through the first electrode 2110 therein. This method may simplify the assembly method according to the seawater supply, and may simplify the process of cutting the ion exchange membrane unit 2120 and the case assembly process.
먼저, 도 30을 참조하면, 본 발명의 제8 실시예에 따른 염도차 발전장치는 전극 케이스 내에 제1 전극(2110)을 결합한다(S210). 그리고 전극 케이스의 외주면을 따라 이온교환막부(2120)의 외주면에 접착 필름을 바르면서 유로 형성을 위한 스페이서와 함께 이온교환막부(2120)를 롤 형태로 감으며 적층한다(S220). 이온교환막부(2120)의 미리 설정된 위치에 2개의 절개면(2120a)을 갖는 형태로 형성한다(S230). 이온교환막부(2120)에 구비되는 2개의 절개면(2120a)을 통해 제1 용액이 유동하는 제1 유로가 제1 방향을 따라 이온교환막부(2120)의 일측에 유입되고 이온교환막부(2120)에서 제2 방향을 따라 유동하며 타측으로 유출되도록 구획될 수 있다. 이온교환막부(2120)의 절개면(2120a)은 서로 대향되는 위치에 구비될 수 있다. 이온교환막부(2120)의 상부와 하부에서 상부 마감부(2120b)와 하부 마감부를 구비하여 절개면(2120a)의 상부와 하부를 각각 마감처리한다(S240). 이어서 본체 케이스(2220)를 결합한다(S250). 이온교환막부(2120)의 외주면에 전극 스페이서(2130)를 결합한다(S260). 전극 스페이서(2130)의 외주면에 제2 전극(2140)을 결합한다(S270). 제2 전극(2140)의 외주면에 전극 커버부(2150)를 결합한다(S280). 이어서, 제1 커버(2200)와 제2 커버(2300)를 결합한다(S290). 그리고 전극 커버부(2150)를 포함하여 본체부에 해당되는 유로를 연결하여 염도차 발전부를 형성한다(S300, S310).First, referring to FIG. 30, the salinity generator according to the eighth embodiment of the present invention couples the first electrode 2110 into the electrode case (S210). In addition, the adhesive film is applied to the outer circumferential surface of the ion exchange membrane portion 2120 along the outer circumferential surface of the electrode case, and the ion exchange membrane portion 2120 is wound and stacked together with a spacer for forming a flow path (S220). In operation S230, the ion exchange membrane 2120 may have two cut surfaces 2120a at predetermined positions. The first flow path through which the first solution flows through the two incision surfaces 2120a provided in the ion exchange membrane portion 2120 flows into one side of the ion exchange membrane portion 2120 along the first direction, and the ion exchange membrane portion 2120 is provided. It may be partitioned to flow along the second direction in and outflow to the other side. The cut surfaces 2120a of the ion exchange membrane portion 2120 may be provided at positions facing each other. The upper and lower ends of the ion exchange membrane part 2120 are provided with an upper finish part 2120b and a lower finish part to finish the upper and lower parts of the incision surface 2120a, respectively (S240). Subsequently, the body case 2220 is coupled (S250). The electrode spacer 2130 is coupled to the outer circumferential surface of the ion exchange membrane portion 2120 (S260). The second electrode 2140 is coupled to the outer circumferential surface of the electrode spacer 2130 (S270). The electrode cover part 2150 is coupled to the outer circumferential surface of the second electrode 2140 (S280). Subsequently, the first cover 2200 and the second cover 2300 are coupled (S290). In addition, the electrode cover part 2150 is connected to a flow path corresponding to the main body part to form a salinity difference power generation part (S300 and S310).
본 발명의 제8 실시예에 따른 염도차 발전장치에서 제1 용액은 본체부의 상부 방향으로 유입되어 전극부를 통해 적어도 이온교환막부(2120)에서 제2 방향을 따라 유동하며 전극부를 통해 본체부의 하부 방향으로 유출되도록 안내되고, 제2 용액은 본체부의 상부 방향으로 유입되어 적어도 이온교환막부(2120)에서 제1 방향을 따라 유동하며 본체부의 하부 방향으로 유출되도록 안내될 수 있다. 제1 커버(2200)는 적어도 제1 용액이 유입되는 제1 용액 유입부(2224), 제2 용액이 유입되는 제2 용액 유입부(2222), 그리고 제3 용액이 유입되는 제3 용액 유입부(2226)를 포함할 수 있다. 제2 커버(2300)는 적어도 제1 용액이 유출되는 제1 용액 유출부(2334), 제2 용액이 유출되는 제2 용액 유출부(2332), 그리고 제3 용액이 유출되는 제3 용액 유출부(2336)를 포함할 수 있다. 이온교환막부(2120)는 제11 전극 분리부에 대응하여 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 유입홈(2112fa1)과 연결되어 제1 용액의 유입과 제2 방향 유동을 안내하는 유입 저장 채널, 그리고 제12 전극 분리부(2112f1)에 대응하여 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 유출홈(2112fa2)과 연결되어 제1 용액의 유출을 안내하는 유출 저장 채널을 포함할 수 있다.In the salinity difference generator according to the eighth embodiment of the present invention, the first solution flows in the upper direction of the main body and flows in at least the ion exchange membrane unit 2120 in the second direction through the electrode and moves downward in the second direction through the electrode. The second solution may be guided to flow in the upper direction of the main body part and flow in at least the ion exchange membrane part 2120 along the first direction and flow out of the main body part. The first cover 2200 may include at least a first solution inlet 2224 at which the first solution is introduced, a second solution inlet 2222 at which the second solution is introduced, and a third solution inlet at which the third solution is introduced. (2226). The second cover 2300 may include at least a first solution outlet 2334 through which the first solution flows out, a second solution outlet 2332 through which the second solution flows out, and a third solution outlet through which the third solution flows out. (2336). The ion exchange membrane part 2120 forms a storage space in which a part is opened along the first direction and is sealed in an upper part and a lower part corresponding to the eleventh electrode separator, and is connected to the inflow groove 2112fa1 to allow the inflow of the first solution. An inlet storage channel for guiding the second directional flow, and a storage space in which a portion of the inlet storage channel is opened along the first direction and the upper and lower portions thereof are sealed in correspondence with the twelfth electrode separator 2112f1. And an outlet storage channel connected to direct the outflow of the first solution.
도 31과 도 32를 참조하면, 본 발명의 제8 실시예에 따른 염도차 발전장치의 제1 전극(2110)은 전극체(2112e), 제1 전극 지지체(2112d), 유입 커버부(2120), 제2 전극 지지체(2112c), 유출 커버부(2130), 그리고 접촉부(2112g)를 포함할 수 있다.31 and 32, the first electrode 2110 of the salinity generator according to the eighth embodiment of the present invention includes an electrode body 2112e, a first electrode support 2112d, and an inflow cover part 2120. , A second electrode support 2112c, an outlet cover part 2130, and a contact part 2112g.
전극체(2112e)는 길이방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 본체부의 내측 중심부에 구비될 수 있다. 전극체(2112e)는 유입 가이드부, 유출 가이드부, 제11 전극 분리부(2112f1), 그리고 제12 전극 분리부(2112f1)를 포함할 수 있다. 유입 가이드부는 원기둥형상의 길이방향 일단에 형성된 유입 가이드홈과 유입 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유입구멍(2112e1)을 갖고 접촉부(2112g)로 제3 용액의 균일한 분산 유입흐름을 안내할 수 있다. 유출 가이드부는 원기둥형상의 길이방향 타단에 형성된 유출 가이드홈과 유출 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유출구멍(2112e2)을 갖고 접촉부(2112g)로부터 제3 용액의 균일한 분산 유출흐름을 안내할 수 있다. 제11 전극 분리부(2112f1)는 길이방향을 따라 일측에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하며, 제1 용액의 유입 흐름을 안내하는 유입홈(2112fa1)이 길이방향을 따라 길게 구비될 수 있다. 제12 전극 분리부(2112f1)는 제11 전극 분리부(2112f1)와 서로 대응하는 위치에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하며, 제1 용액의 유출 흐름을 안내하는 유출홈(2112fa2)이 길이방향을 따라 길게 구비될 수 있다.The electrode body 2112e may be formed in a cylindrical shape along the longitudinal direction and provided at an inner central portion of the main body. The electrode body 2112e may include an inflow guide part, an outflow guide part, an eleventh electrode separator 2112f1, and a twelfth electrode separator 2112f1. The inflow guide portion has a plurality of inflow guide grooves formed at one end of the cylindrical shape in the longitudinal direction and a plurality of inflow holes 2112e1 provided at the circumferential surface of the inflow guide groove to guide the uniformly distributed inflow flow of the third solution to the contact portion 2112g. Can be. The outflow guide part has a plurality of outflow holes 2112e2 provided in the circumferential surface of the outflow guide groove and the outflow guide groove formed at the other end in the longitudinal direction of the cylinder, and guides the uniform dispersed outflow flow of the third solution from the contact portion 2112g. Can be. The eleventh electrode separating part 2112f1 is formed to protrude on one side along the longitudinal direction to divide the electrode into a plurality, and an inlet groove 2112fa1 for guiding the inflow of the first solution may be provided in the longitudinal direction. The twelfth electrode separator 2112f1 is formed to protrude at a position corresponding to the eleventh electrode separator 2112f1 to distinguish the plurality of electrodes, and an outlet groove 2112fa2 for guiding the outflow of the first solution is in a longitudinal direction. It may be provided along the length.
제1 전극 지지체(2112d)는 전극체(2112e)의 길이방향 상단에 구비되어 전극체(2112e)를 보호할 수 있다. The first electrode support 2112d may be provided at the upper end in the longitudinal direction of the electrode body 2112e to protect the electrode body 2112e.
유입 커버부(2120)는 전극체(2112e)와 제1 전극 지지체(2112d) 사이에 구비되어 제1 용액과 제3 용액의 유입 흐름을 안내할 수 있다. 유입 커버부(2120)는 제3 용액이 유입되는 제3 용액 유입구멍(2122)을 갖는 원판형상의 유입 커버 본체, 유입 커버 본체의 원주면에서 제11 전극 분리부(2112f1)에 대응하는 위치에 돌출 형성되며 유입홈(2112fa1)과 연결되는 커버 유입홀(2124a)을 갖는 제11 유입 커버 돌출부(2124), 그리고 유입 커버 본체의 원주면에서 제12 전극 분리부(2112f1)에 대응하는 위치에 돌출 형성되는 제12 유입 커버 돌출부를 포함할 수 있다.The inflow cover 2120 may be provided between the electrode body 2112e and the first electrode support 2112d to guide the inflow of the first solution and the third solution. The inflow cover portion 2120 is a disc shaped inflow cover body having a third solution inflow hole 2122 into which the third solution is introduced, and a position corresponding to the eleventh electrode separation portion 2112f1 on the circumferential surface of the inflow cover body. An eleventh inflow cover protrusion 2124 having a cover inlet hole 2124a which protrudes and is connected to the inflow groove 2112fa1, and protrudes at a position corresponding to the twelfth electrode separation unit 2112f1 on the circumferential surface of the inflow cover body. And a twelfth inflow cover protrusion formed.
제2 전극 지지체(2112c)는 전극체(2112e)의 길이방향 하단에 구비되어 전극체(2112e)를 보호할 수 있다.The second electrode support 2112c may be provided at the lower end in the longitudinal direction of the electrode body 2112e to protect the electrode body 2112e.
유출 커버부(2130)는 전극체(2112e)와 제2 전극 지지체(2112c) 사이에 구비되어 제1 용액과 제3 용액의 유출 흐름을 안내할 수 있다. 유출 커버부(2130)는 제3 용액이 유출되는 제3 용액 유출구멍(2132)을 갖는 원판형상의 유출 커버 본체, 유출 커버 본체의 원주면에서 제11 전극 분리부(2112f1)에 대응하는 위치에 돌출 형성되는 제11 유출 커버 돌출부, 그리고 유출 커버 본체의 원주면에서 제12 전극 분리부(2112f1)에 대응하는 위치에 돌출 형성되며 유출홈(2112fa2)과 연결되는 커버 유출홀(2134a)을 갖는 제12 유출 커버 돌출부(2134)를 포함할 수 있다.The outlet cover 2130 may be provided between the electrode body 2112e and the second electrode support 2112c to guide the outflow of the first solution and the third solution. The outlet cover portion 2130 has a disc shaped outlet cover body having a third solution outlet hole 2132 through which the third solution flows out, and a position corresponding to the eleventh electrode separation portion 2112f1 on the circumferential surface of the outlet cover body. A protruding eleventh outlet cover protrusion and a cover outlet hole 2134a protruding at a position corresponding to the twelfth electrode separation unit 2112f1 on the circumferential surface of the outlet cover body and connected to the outlet groove 2112fa2; 12 outflow cover protrusion 2134.
접촉부(2112g)는 전극체(2112e)의 외주면에 구비되어 제3 용액과의 접촉면적을 증대시킬 수 있다.The contact portion 2112g may be provided on the outer circumferential surface of the electrode body 2112e to increase the contact area with the third solution.
도 33은 본체부와 이물질 제거부의 결합관계를 도시한 도면이며, 도 34는 본체부와 이물질 제거부의 결합관계를 도시한 단면도이다. 본 발명의 제8 실시예에 따른 염도차 발전장치는 제1 방향을 따라 이온교환막부(2120)의 상부 또는 하부에 구비되어 이온교환막부(2120)로 공급되는 용액의 유량에 따라 회전하며 이온교환막부(2120)에 잔류하는 이물질을 제거하는 이물질 제거부(2400)를 포함할 수 있다. 여기서, 이물질 제거부(2400)는 본 발명의 제7 실시예에 따른 염도차 발전장치에도 적용 가능하다.33 is a view showing a coupling relationship between the main body and the foreign matter removing unit, and FIG. 34 is a cross-sectional view showing a coupling relationship between the main body and the foreign matter removing unit. The salinity difference generator according to the eighth embodiment of the present invention is provided above or below the ion exchange membrane unit 2120 along the first direction, and rotates according to the flow rate of the solution supplied to the ion exchange membrane unit 2120 and exchanges ion. The foreign material removing unit 2400 may remove the foreign matter remaining in the membrane portion 2120. Here, the foreign matter removing unit 2400 is applicable to the salinity generator according to the seventh embodiment of the present invention.
도 33과 도 34를 참조하면, 이물질 제거부(2400)는 회전체, 그리고 청소부를 포함할 수 있다. 회전체는 이온교환막부(2120)로 공급되는 용액의 유동력에 반응하여 회전력을 발생하는 복수의 회전날개(2432)를 구비하는 원판형상으로 형성될 수 있다. 회전체는 중심부에 구비되는 제1 회전 지지부(2420), 제1 회전 지지부(2420)의 외곽에서 원주방향을 따라 이격된 위치에 구비되는 제2 회전 지지부(2410), 그리고 제1 회전 지지부(2420)와 제2 회전 지지부(2410) 사이에 복수의 회전날개(2432)를 갖고 담수 공급구멍(2430a)으로 유입되는 담수의 흐름에 연동되어 회전력을 발생하는 회전 가이드부(2430)를 포함할 수 있다.33 and 34, the foreign matter removing unit 2400 may include a rotating body and a cleaning unit. The rotating body may be formed in a disk shape having a plurality of rotary blades 2432 that generate rotational force in response to the flow force of the solution supplied to the ion exchange membrane portion 2120. The rotating body includes a first rotating support part 2420 provided at a center portion, a second rotating support part 2410 provided at a position spaced along the circumferential direction from the outside of the first rotating support part 2420, and a first rotating support part 2420. ) And a rotation guide part 2430 having a plurality of rotary blades 2432 between the second rotation support part 2410 and a rotational force generated in conjunction with the flow of fresh water flowing into the fresh water supply hole 2430a. .
청소부는 일단이 회전체의 하부에 결합되고 타단이 이온교환막부(2120)의 청소면에 접하도록 구비되며, 회전체의 회전에 연동되어 이온교환막부(2120)에 잔류하는 이물질을 제거할 수 있다. 청소부는 회전 가이드부(2430)의 하부에 구비되는 브러쉬(2434)를 포함할 수 있다. 브러쉬(2434)는 청소용 솔 또는 청소용 털을 포함할 수 있다. 특히, 이온교환막부(2120)의 오염은 유입된 제2 용액의 흐름에 병목 현상이 발생되는 입구 부분에 막 오염이 가중되는 경향이 있기 때문에 이물질 제거부(2400)의 회전체 및 이에 장착된 브러쉬(2434) 구조는 매우 효과적인 방법일 수 있다. 또한, 막 오염에 따른 이온교환막부(2120)의 청소를 위해 제2 용액의 흐름 방향을 반대로(reverse flow) 전환해야 할 필요가 있기 때문에 상단 및 하단 모두 이물질 제거부(2400)를 장착하는 것이 바람직하다.One end of the cleaning unit is coupled to the lower portion of the rotating body and the other end is provided in contact with the cleaning surface of the ion exchange membrane portion 2120, in conjunction with the rotation of the rotating body can remove the foreign matter remaining in the ion exchange membrane portion 2120. The cleaning part may include a brush 2434 provided under the rotation guide part 2430. Brush 2434 may include a cleaning brush or cleaning hair. In particular, since the contamination of the ion exchange membrane portion 2120 tends to cause membrane contamination on the inlet portion at which the bottleneck phenomenon occurs in the flow of the introduced second solution, the rotating body of the foreign substance removing portion 2400 and the brush attached thereto. (2434) The structure can be a very effective method. In addition, since it is necessary to reverse the flow direction of the second solution in order to clean the ion exchange membrane portion 2120 due to membrane contamination, it is preferable to mount the foreign material removing portion 2400 on both the upper and lower ends. Do.
이온교환막의 장기 안정성 확보를 위해서는 유기물 농도가 높은 담수 쪽에 맞닿는 부분에서 발생되는 오염물과 이물질을 효과적으로 관리할 필요가 있다. 기존에는 담수의 공급 방향을 상부에서 하부로 다시 하부에서 상부로 바꾸며 담수가 유입되는 부분에 생기는 오염물 또는 이물질을 털어내었지만 효과적이지 못하였다. 이러한 이유로 화학적 세정방식을 주기적으로 진행하였다. 화학적 세정에 의해 발생되는 2차적 오염 물질이 발생할 수 있으며, 이에 따라 소모되는 에너지 및 비용이 발생되었다.In order to secure long-term stability of the ion exchange membrane, it is necessary to effectively manage the contaminants and foreign substances generated in the part contacting the fresh water with high organic concentration. In the past, the direction of fresh water was changed from top to bottom and from bottom to top, but the contaminants or foreign substances generated at the inflow of fresh water were shaken off, but it was not effective. For this reason, chemical cleaning was performed periodically. Secondary contaminants generated by chemical cleaning may occur, resulting in energy and cost being consumed.
이물질 제거부(2400)는 담수의 공급 유량에 의해 자동으로 회전하는 회전체와 청소부를 구비함으로써 이온교환막과 맞닿는 부분의 이물질 제거와 청소를 용이하게 할 수 있다. 따라서, 이온교환막부(2120)에서 담수가 공급되는 부분의 이물질 제거와 이온교환막부(2120)의 세정 효과를 극대화할 수 있다.The foreign substance removal unit 2400 may facilitate the removal and cleaning of the foreign substances in the portion in contact with the ion exchange membrane by having a rotating body and a cleaning unit that automatically rotates by the supply flow rate of fresh water. Therefore, the removal of foreign matter from the portion of the fresh water supplied from the ion exchange membrane portion 2120 and the cleaning effect of the ion exchange membrane portion 2120 may be maximized.
상기한 바와 같이 이물질 제거부(2400)는 담수의 공급에 의해 연동되어 회전하는 회전체와 이온교환막의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 청소부를 포함하며, 실시간으로 오염물질을 제거할 수 있다. 그리고 이물질 제거부(2400)는 담수의 공급 방향을 바꾸는 것과 병행하여 사용할 수 도 있다. 담수가 유입되는 경로에서 이온교환막부(2120)의 오염에 의한 압력 상승은 대부분 이온교환막부(2120)의 담수 입구쪽 유로에서 발생한다. 이것은 이온교환막부(2120)의 담수 입구에서 면적이 갑자기 감소하면서 오염물이 쌓이기 때문에 발생한다. 그러므로 담수가 유입되는 이온교환막부(2120)의 입구에서 쌓인 오염물을 제거할 수 있는 이물질 제거부(2400)를 구비함에 따라 담수의 흐름 방향을 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로 바꾸며 운전할 때 이온교환막부(2120)에 잔류하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다.As described above, the foreign material removing unit 2400 includes a cleaning unit for removing foreign substances remaining on the surface of the rotating body and the ion exchange membrane interlocked by the supply of fresh water, and may remove contaminants in real time. And the foreign matter removal unit 2400 may be used in parallel with changing the supply direction of fresh water. Most of the pressure increase due to contamination of the ion exchange membrane portion 2120 in the freshwater inflow path occurs in the freshwater inlet flow path of the ion exchange membrane portion 2120. This occurs because contaminants accumulate as the area suddenly decreases at the fresh water inlet of the ion exchange membrane portion 2120. Therefore, with the foreign matter removal unit 2400 capable of removing contaminants accumulated at the inlet of the ion exchange membrane portion 2120 into which fresh water is introduced, ion exchange is performed when the fresh water flow direction is changed from the top to the bottom or from the bottom to the top. Foreign matter remaining in the membrane portion 2120 may be effectively removed.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it is within the scope of the present invention.

Claims (30)

  1. 서로 다른 염 농도를 갖는 제1 용액과 제2 용액이 서로 다른 유로를 통해 각각 유입되어 염도차 발전 전기를 생산하는 염도차 발전부를 포함하며,A first solution and a second solution having different salt concentrations are introduced through different flow paths, respectively, to produce a salinity difference power generation unit;
    상기 염도차 발전부는The salinity generation unit
    높이방향인 제1 방향으로 길고 원주방향인 제2 방향으로 라운드된 형상으로 형성되는 본체부,A main body formed in a shape that is long in the first direction in the height direction and rounded in the second direction in the circumferential direction,
    상기 본체부의 중심부에서 상기 제1 방향으로 길게 형성되는 제1 전극과 상기 제1 전극으로부터 미리 설정된 간격으로 이격되어 상기 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 형성되는 제2 전극을 포함하는 전극부, 그리고An electrode part including a first electrode elongated in the first direction at a central portion of the body part and a second electrode spaced at a predetermined interval from the first electrode and formed in a round shape in the second direction; and
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 상기 제1 전극을 중심으로 상기 제2 방향을 따라 라운드 형상으로 적층되는 양이온교환막과 음이온교환막을 포함하며, 미리 설정된 위치에 상기 제1 용액이 유동하는 제1 유로와 상기 제2 용액이 유동하는 제2 유로가 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향에서 서로 격리되는 이온교환막부And a cation exchange membrane and an anion exchange membrane stacked in a round shape along the second direction with respect to the first electrode between the first electrode and the second electrode, wherein the first solution flows at a predetermined position. An ion exchange membrane part in which one flow path and a second flow path through which the second solution flows are isolated from each other in the first direction or the second direction.
    를 포함하는 염도차 발전장치.Salinity generator comprising a.
  2. 제1항에서,In claim 1,
    상기 본체부는The main body portion
    상기 전극부와 상기 이온교환막부를 지지하며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로의 메인 경로를 형성하는 제1 프레임,A first frame supporting the electrode part and the ion exchange membrane part and forming a main path between the first flow path and the second flow path,
    상기 제1 프레임의 상부에 결합되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로의 일부 경로를 형성하는 제1 커버,A first cover coupled to an upper portion of the first frame and forming a partial path between the first flow path and the second flow path,
    상기 제1 프레임의 하부에서 상기 제1 커버와 대응하는 위치에 결합되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로의 나머지 경로를 형성하는 제2 커버, 그리고A second cover coupled to a position corresponding to the first cover at a lower portion of the first frame and forming a remaining path between the first flow path and the second flow path, and
    상기 제1 프레임의 내부 결합을 지지하는 외형을 갖고 형성하는 제2 프레임A second frame having an outer shape for supporting an inner coupling of the first frame
    을 포함하는 염도차 발전장치.Salinity generator comprising a.
  3. 제2항에서,In claim 2,
    상기 제1 전극은 제1 방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 상기 제1 프레임의 내측 중심부에 구비되며, 제3 용액이 유동하는 제3 유로를 형성하고,The first electrode is formed in a cylindrical shape along the first direction and is provided at the inner center of the first frame, and forms a third flow path through which a third solution flows.
    상기 제1 전극을 보호하는 전극 케이스, 그리고An electrode case protecting the first electrode, and
    상기 제1 전극의 외주면과 상기 전극 케이스 사이에 구비되어 상기 제3 용액과의 접촉면적을 증대시키는 접촉부를 더 포함하는 염도차 발전장치.And a contact portion provided between an outer circumferential surface of the first electrode and the electrode case to increase a contact area with the third solution.
  4. 제3항에서,In claim 3,
    상기 제2 전극은 곡률을 갖는 원판형으로 형성되어 상기 제1 전극과 간격을 두고 상기 이온교환막부의 외측에 구비되며,The second electrode is formed in a disk shape having a curvature is provided on the outside of the ion exchange membrane portion at intervals from the first electrode,
    상기 제2 전극의 외주면에 간격을 두고 제4 유로를 형성하며, 상기 제3 유로의 출구에 연결되어 유입되는 상기 제3 용액이 상기 제4 유로를 따라 유동하여 외부로 유출하도록 안내하는 전극 커버부를 더 포함하는 염도차 발전장치.A fourth flow path is formed on the outer circumferential surface of the second electrode at intervals, and an electrode cover part which is connected to the outlet of the third flow path and guides the third solution to flow in the fourth flow path flows out to the outside. Salinity generator further comprising.
  5. 제1항에서, In claim 1,
    상기 제1 용액은 고농도 염이 3.0wt% 이상인 고농도 용액이고,The first solution is a high concentration solution of 3.0 wt% or more high salt,
    상기 제2 용액은 저농도 염이 0.1wt% 이하인 저농도 용액인 염도차 발전장치.The second solution is a salinity difference generator is a low concentration of less than 0.1wt% salt concentration.
  6. 제1항에서,In claim 1,
    상기 이온교환막부는 롤 형태로 감겨 적층되며,The ion exchange membrane portion is wound in a roll form and laminated,
    상기 이온교환막부의 외주면과 상기 제2 전극의 사이에 구비되는 전극 스페이서,An electrode spacer provided between an outer circumferential surface of the ion exchange membrane portion and the second electrode,
    상기 이온교환막부에 구비되어 상기 제1 유로와 상기 제2 유로 이외의 부분을 밀봉하는 밀봉부, 그리고A sealing part provided in the ion exchange membrane part to seal portions other than the first flow path and the second flow path, and
    상기 이온교환막부의 표면에 형성되는 오염물질 방지층을 더 포함하는 염도차 발전장치.Salinity generator further comprises a pollution prevention layer formed on the surface of the ion exchange membrane portion.
  7. 제6항에서,In claim 6,
    상기 양이온교환막과 상기 음이온교환막에 각각 구비되어 서로 이웃한 교환막과 간격을 유지하면서 상기 제1 용액과 상기 제2 용액의 유로가 되는 스페이서가 일체형으로 형성되며,Spacers which are provided in the cation exchange membrane and the anion exchange membrane, respectively, and are spaced from adjacent exchange membranes to form flow paths of the first solution and the second solution, are integrally formed.
    상기 스페이서는 The spacer
    상기 양이온교환막과 상기 음이온교환막 표면에 유로 패턴을 갖는 패턴형 이온교환막으로 형성되는 염도차 발전장치.Salinity difference generator is formed of a patterned ion exchange membrane having a flow path pattern on the surface of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.
  8. 제1항에서,In claim 1,
    상기 제1 유로는 상기 제1 방향의 상부로 유입되어 상기 제2 방향을 따라 유동한 후 상기 제1 방향의 하부로 유출되며,The first flow path flows into the upper portion of the first direction and flows along the second direction, and then flows out of the lower portion of the first direction.
    상기 제1 유로는 The first flow path is
    상기 제1 방향을 따라 상부가 개구되고 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 상기 제1 용액의 상기 제1 방향 유입을 안내하는 유입 저장 채널,An inlet storage channel forming a storage space in which an upper portion is opened and a lower portion is sealed along the first direction, and guides the inflow of the first solution in the first direction,
    상기 유입 저장 채널에 연결되어 상기 제2 방향을 따라 상기 제1 용액의 유입 유동을 안내하는 제1 채널, 그리고A first channel connected to the inlet storage channel to guide the inlet flow of the first solution along the second direction, and
    상기 유입 저장 채널과 격리된 공간에 구비되어 상기 제1 방향을 따라 하부가 개구되고 상부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 상기 제1 채널에 연결되어 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 용액의 유출 유동을 안내하는 유출 저장 채널It is provided in a space isolated from the inflow storage channel to form a storage space is opened in the lower direction and sealed in the first direction, the outlet of the first solution connected to the first channel in the first direction Outflow storage channel to guide flow
    을 포함하는 염도차 발전장치.Salinity generator comprising a.
  9. 제1항에서,In claim 1,
    상기 제2 유로는 상기 제1 방향의 상부로 유입되어 상기 제1 방향을 따라 유동한 후 상기 제1 방향의 하부로 유출되는 염도차 발전장치.And the second flow path flows in the upper part of the first direction and flows along the first direction, and then flows out of the lower part of the first direction.
  10. 제1항에서,In claim 1,
    상기 제1 유로는 상기 제1 방향의 상부로 유입되어 상기 제2 방향을 따라 유동한 후 상기 제1 방향의 상부로 유출되며,The first flow path flows in the upper direction of the first direction and flows along the second direction, and then flows out of the upper direction of the first direction.
    상기 제1 유로는 The first flow path is
    상기 제1 방향을 따라 상부가 개구되고 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 상기 제1 용액의 상기 제1 방향 유입을 안내하는 유입 저장 채널,An inlet storage channel forming a storage space in which an upper portion is opened and a lower portion is sealed along the first direction, and guides the inflow of the first solution in the first direction,
    상기 유입 저장 채널에 연결되어 상기 제2 방향을 따라 상기 제1 용액의 유입 유동을 안내하는 제1 채널, 그리고A first channel connected to the inlet storage channel to guide the inlet flow of the first solution along the second direction, and
    상기 유입 저장 채널과 격리된 공간에 구비되어 상기 제1 방향을 따라 상부가 개구되고 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 상기 제1 채널에 연결되어 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 용액의 유출 유동을 안내하는 유출 저장 채널It is provided in a space isolated from the inflow storage channel to form a storage space is opened in the first direction and sealed in the lower direction, the outlet of the first solution connected to the first channel in the first direction Outflow storage channel to guide flow
    을 포함하는 염도차 발전장치.Salinity generator comprising a.
  11. 제1항에서, In claim 1,
    상기 이온교환막부는 미리 설정된 위치에 상기 제1 용액이 상기 제1 방향의 상부로 유입되어 미리 설정된 방향으로 유출되는 제1 유로와 상기 제2 용액이 상기 제1 방향을 따라 하부로 유입되어 미리 설정된 방향으로 유출되는 제2 유로가 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향에서 서로 격리되는 염도차 발전장치.The ion exchange membrane part is a first flow path in which the first solution flows into the upper portion of the first direction and flows out in a predetermined direction at a preset position, and the second solution flows downward in the first direction and is preset. Salinity-difference power generation device in which the second flow path flowing in the direction is isolated from each other in the first direction or the second direction.
  12. 제11항에서,In claim 11,
    상기 본체부는The main body portion
    제3 유로를 형성하는 상기 제1 전극과 상기 이온교환막부를 지지하며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로의 메인 경로를 형성하는 전극 스페이서,An electrode spacer supporting the first electrode and the ion exchange membrane portion forming a third flow path, and forming a main path between the first flow path and the second flow path;
    곡률을 갖는 원통형으로 형성되어 상기 제1 전극과 간격을 두고 상기 이온교환막부의 외측에 구비되는 제2 전극,A second electrode formed in a cylindrical shape having a curvature and provided at an outer side of the ion exchange membrane portion at intervals from the first electrode,
    상기 제2 전극의 외주면에 간격을 두고 제4 유로를 형성하며, 상기 제3 유로의 출구에 연결되어 유입되는 상기 제3 용액이 상기 제4 유로를 따라 유동하여 외부로 유출하도록 안내하는 전극 커버부,An electrode cover part which forms a fourth flow path at intervals on an outer circumferential surface of the second electrode, and guides the third solution, which is connected to the outlet of the third flow path, flows along the fourth flow path and flows out to the outside; ,
    상기 본체부의 상부에 구비되며, 상기 제1 유로를 형성하는 제1 커버, 그리고A first cover provided on an upper portion of the main body to form the first flow path, and
    상기 본체부의 하부에서 상기 제1 커버와 대응하는 위치에 구비되며, 상기 제2 유로를 형성하는 제2 커버를 포함하는 염도차 발전장치.And a second cover formed at a position corresponding to the first cover at a lower portion of the main body and forming the second flow path.
  13. 제12항에서,In claim 12,
    상기 제1 전극은 제1 방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 상기 본체부의 내측 중심부에 구비되며, 상기 원기둥형상의 양단에 형성된 원뿔형상의 가이드부를 통해 상기 제3 용액의 균일한 분산 흐름을 안내하여 상기 제3 유로를 형성하고,The first electrode is formed in a cylindrical shape along the first direction and is provided at the inner center of the main body portion, and guides a uniform dispersion flow of the third solution through the conical guide portions formed at both ends of the cylindrical shape. To form a third flow path,
    상기 제1 전극을 보호하며, 내부가 중공형인 원통형 구조에서 외면에 복수의 개구부가 형성되는 전극 케이스, 그리고An electrode case protecting the first electrode and having a plurality of openings formed on an outer surface thereof in a cylindrical structure having a hollow inside; and
    상기 제1 전극의 외주면과 상기 전극 케이스 사이에 구비되어 상기 제3 용액과의 접촉면적을 증대시키는 접촉부를 더 포함하는 염도차 발전장치.And a contact portion provided between an outer circumferential surface of the first electrode and the electrode case to increase a contact area with the third solution.
  14. 제12항에서,In claim 12,
    상기 제1 전극은 제1 방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 상기 본체부의 내측 중심부에 구비되며, 상기 원기둥형상의 양단에 형성된 홈과 구멍을 이용한 가이드부를 통해 상기 제3 용액의 균일한 분산 흐름을 안내하여 상기 제3 유로를 형성하며,The first electrode is formed in a cylindrical shape along the first direction and is provided at an inner central portion of the main body portion, and provides a uniform dispersion flow of the third solution through a guide part using grooves and holes formed at both ends of the cylindrical shape. Guide to form the third flow path,
    상기 제1 전극을 지지하며, 상기 원기둥형상의 양단에 형성된 복수개의 작은 개구부 구멍이 형성되는 전극 케이스, 그리고An electrode case supporting the first electrode and having a plurality of small opening holes formed at both ends of the cylindrical shape, and
    상기 전극 케이스의 외벽에 구비되어 상기 제3 용액과의 접촉면적을 증대시키는 접촉부를 더 포함하는 염도차 발전장치.And a contact portion provided on an outer wall of the electrode case to increase a contact area with the third solution.
  15. 제12항에서,In claim 12,
    상기 양이온교환막과 상기 음이온교환막에 각각 구비되어 서로 이웃한 교환막과 간격을 유지하면서 상기 제1 용액과 상기 제2 용액의 유로가 되는 제1 용액 스페이서와 제2 용액 스페이서가 형성되며,A first solution spacer and a second solution spacer provided on each of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane to form a flow path between the first solution and the second solution while maintaining an interval between adjacent exchange membranes;
    상기 양이온교환막, 상기 음이온교환막, 상기 제1 용액 스페이서와 상기 제2 용액 스페이서의 조합으로 적층되는 경우, 상기 제1 전극 및 상기 제 2 전극과 맞닿는 차폐 이온교환분리막은 동일한 종류를 사용하고,When the cation exchange membrane, the anion exchange membrane, and the first solution spacer and the second solution spacer are stacked in a combination, the shielding ion exchange membrane contacting the first electrode and the second electrode uses the same type,
    상기 차폐 이온교환분리막은 1가 이온 선택성 분리막을 포함하는 염도차 발전장치.The shielding ion exchange separator is a salinity generator comprising a monovalent ion selective separator.
  16. 제15항에서,The method of claim 15,
    상기 제1 용액 스페이서의 일측에 구비되어 상기 제1 용액의 흐름을 제한하는 제1 실링부, 그리고A first sealing part provided at one side of the first solution spacer to restrict the flow of the first solution, and
    상기 제1 실링부와 대응하는 상기 제2 용액 스페이서의 타측에 구비되어 상기 제2 용액의 흐름을 제한하는 제2 실링부를 더 포함하며,And a second sealing part provided at the other side of the second solution spacer corresponding to the first sealing part to limit the flow of the second solution.
    상기 제1 실링부와 상기 제2 실링부는 제1 용액 스페이서와 제2 용액 스페이서에 각각 일체로 형성되는 염도차 발전장치.And the first sealing part and the second sealing part are integrally formed in the first solution spacer and the second solution spacer, respectively.
  17. 제16항에서,The method of claim 16,
    상기 제1 유로는 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 용액의 상부 유입이 안내되고 하부가 실링된 저장공간을 형성하며, 상기 제1 용액은 상기 제1 방향의 상부로 유입되어 상기 제2 방향을 따라 유동한 후 상기 제1 방향의 상부로 유출되며,The first flow path forms a storage space in which the upper inflow of the first solution is guided and the lower part is sealed along the first direction, and the first solution flows in the upper direction of the first direction to form the second direction. Flows along and flows out to an upper portion of the first direction,
    상기 제2 유로는 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 용액의 하부 유입이 안내되고 상부가 실링된 저장공간을 형성하며, 상기 제2 용액은 상기 제1 방향의 하부로 유입되어 상기 제2 방향을 따라 유동한 후 상기 제1 방향의 하부로 유출되고,The second flow path forms a storage space in which the lower inflow of the second solution is guided along the first direction and is sealed at an upper portion thereof, and the second solution flows into the lower portion of the first direction to cover the second direction. Flows along and flows out downward in the first direction,
    상기 제3 유로는 상기 제1 방향의 상부로 유입되어 상기 제1 방향을 따라 유동한 후 상기 제1 방향의 하부로 유출되도록 형성되며,The third flow path is formed to flow into the upper portion of the first direction to flow along the first direction and to flow out of the lower portion of the first direction,
    상기 제4 유로는 상기 제1 방향의 하부를 통해 상기 제2 전극의 외주면 일측으로 유입되어 상기 제2 방향을 따라 유동한 후 상기 제2 전극의 외주면 타측으로 유출되어 상기 제1 방향의 상부를 통해 상기 제3 유로로 유입되도록 형성되는 염도차 발전장치.The fourth flow path flows to one side of the outer circumferential surface of the second electrode through the lower portion of the first direction and flows along the second direction, and then flows out to the other side of the outer circumferential surface of the second electrode and through the upper portion of the first direction. Salinity difference generator is formed so as to flow into the third flow path.
  18. 제16항에서,The method of claim 16,
    상기 이온교환막부는The ion exchange membrane portion
    상기 제2 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 상기 제1 용액과 상기 제2 용액의 상기 제1 방향 유입을 안내하는 유입 저장 채널, 그리고An inlet storage channel forming a storage space partially open along the second direction and sealed at an upper portion and a lower portion, and guiding the first direction inflow of the first solution and the second solution, and
    상기 유입 저장 채널에 연결되어 상기 제2 방향을 따라 유출되어 합쳐진 상기 제1 용액과 상기 제2 용액의 유출을 안내하는 유출 채널An outlet channel connected to the inlet storage channel for guiding the outflow of the first solution and the second solution that are combined to flow out along the second direction
    을 포함하며,Including;
    상기 제1 용액은 상기 제1 방향의 상부로 유입되어 상기 제2 방향을 따라 유동한 후 상기 유출 채널을 통해 유출되고,The first solution flows in the upper direction of the first direction and flows along the second direction, and then flows out through the outlet channel.
    상기 제2 용액은 상기 제1 방향의 하부로 유입되어 상기 제2 방향을 따라 유동한 후 상기 유출 채널을 통해 유출되는 염도차 발전장치.And the second solution flows down the first direction and flows along the second direction, and then flows out through the outlet channel.
  19. 제1항에서,In claim 1,
    상기 본체부와 상기 이온교환막부 사이에 구비되어 상기 본체 케이스와 상기 이온교환막부 사이의 공극을 실링하는 실링부를 더 포함하는 염도차 발전장치.And a sealing portion provided between the body portion and the ion exchange membrane portion to seal a gap between the body case and the ion exchange membrane portion.
  20. 제19항에서, The method of claim 19,
    상기 본체부는The main body portion
    상기 제3 용액이 유동하는 제3 유로를 형성하는 상기 제1 전극과 상기 이온교환막부를 지지하는 형상을 갖는 본체 케이스,A main body case shaped to support the first electrode and the ion exchange membrane portion forming a third flow path through which the third solution flows;
    상기 본체부의 상부에 구비되어 해당되는 용액의 유입 또는 유출을 안내하는 제1 커버, 그리고A first cover provided at an upper portion of the main body to guide inflow or outflow of a corresponding solution; and
    상기 본체부의 하부에서 상기 제1 커버와 대응하는 위치에 구비되어 해당되는 용액의 유입 또는 유출을 안내하는 제2 커버를 포함하며,A second cover provided at a position corresponding to the first cover at a lower portion of the main body to guide inflow or outflow of a corresponding solution;
    상기 제1 용액은 상기 본체부의 유입 측부 방향으로 유입되어 적어도 상기 이온교환막부에서 상기 제2 방향을 따라 유동하며 상기 본체부의 유출 측부 방향으로 유출되도록 안내되고,The first solution is introduced to flow toward the inflow side of the body portion and flow along at least the second direction in the ion exchange membrane portion and outflow toward the outflow side direction of the body portion,
    상기 제2 용액은 상기 본체부의 상부 방향으로 유입되어 적어도 상기 이온교환막부에서 상기 제1 방향을 따라 유동하며 상기 본체부의 하부 방향으로 유출되도록 안내되는 염도차 발전장치.The second solution flows in the upper direction of the body portion at least in the ion exchange membrane portion flows in the first direction and guided to flow out of the lower direction of the body portion.
  21. 제20항에서,The method of claim 20,
    상기 이온교환막부는The ion exchange membrane portion
    상기 유입 측부에 대응하여 상기 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 상기 제1 용액 유입부와 연결되어 상기 제1 용액의 측방향 유입과 상기 제2 방향 유동을 안내하는 유입 저장 채널, 그리고A storage space is opened in a portion along the first direction and sealed at an upper portion and a lower portion corresponding to the inflow side, and is connected to the first solution inlet and is connected to the first solution inlet; Inflow storage channels to guide the flow, and
    상기 유출 측부에 대응하여 상기 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 상기 제1 용액 유출부와 연결되어 상기 제1 용액의 측방향 유출을 안내하는 유출 저장 채널을 포함하는 염도차 발전장치.An outflow storage in which a portion is opened along the first direction and sealed at an upper portion and a lower portion corresponding to the outflow side, and connected to the first solution outlet to guide a lateral outflow of the first solution; Salinity generator comprising a channel.
  22. 제20항에서,The method of claim 20,
    상기 전극부는The electrode part
    상기 이온교환막부의 외측에 구비되어 상기 본체 케이스에 결합되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로의 메인 경로를 형성하는 전극 스페이서, 그리고An electrode spacer disposed outside the ion exchange membrane part and coupled to the body case to form a main path between the first flow path and the second flow path, and
    상기 제2 전극의 외주면에 간격을 두고 제4 유로를 형성하며, 상기 제3 유로의 출구에 연결되어 유입되는 상기 제3 용액이 상기 제4 유로를 따라 유동하여 외부로 유출하도록 안내하는 전극 커버부를 더 포함하며, A fourth flow path is formed on the outer circumferential surface of the second electrode at intervals, and an electrode cover part which is connected to the outlet of the third flow path and guides the third solution to flow in the fourth flow path flows out to the outside. More,
    상기 제2 전극은 곡률을 갖는 원통형으로 형성되어 상기 전극 스페이서의 외주면과 간격을 두고 상기 전극 스페이서의 외측에 구비되는 염도차 발전장치.And the second electrode is formed in a cylindrical shape having a curvature and is disposed outside the electrode spacer at intervals from an outer circumferential surface of the electrode spacer.
  23. 제22항에서,The method of claim 22,
    상기 제1 전극은 The first electrode is
    길이방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 상기 본체부의 내측 중심부에 구비되는 전극체,An electrode body formed in a cylindrical shape along a longitudinal direction and provided at an inner central portion of the main body portion,
    상기 전극체의 길이방향 상단에 구비되어 상기 전극체를 보호하는 제1 전극 지지체, A first electrode support provided at an upper end in the longitudinal direction of the electrode body to protect the electrode body;
    상기 전극체의 길이방향 하단에 구비되어 상기 전극체를 보호하는 제2 전극 지지체, 그리고A second electrode support provided at a lower end in the longitudinal direction of the electrode body to protect the electrode body; and
    상기 전극체의 외주면에 구비되어 상기 제3 용액과의 접촉면적을 증대시키는 접촉부를 포함하며,A contact portion provided on an outer circumferential surface of the electrode body to increase a contact area with the third solution,
    상기 전극체는 상기 원기둥형상의 길이방향 일단에 형성된 유입 가이드홈과 상기 유입 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유입구멍을 갖고 상기 접촉부로 상기 제3 용액의 균일한 분산 유입흐름을 안내하는 유입 가이드부, 그리고The electrode body has an inflow guide groove formed at one end of the column shape in the longitudinal direction and a plurality of inflow holes provided in the circumferential surface of the inflow guide groove to guide the uniformly distributed inflow flow of the third solution to the contact portion. Guide, and
    상기 원기둥형상의 길이방향 타단에 형성된 유출 가이드홈과 상기 유출 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유출구멍을 갖고 상기 접촉부로부터 상기 제3 용액의 균일한 분산 유출흐름을 안내하는 유출 가이드부를 포함하는 염도차 발전장치.And an outflow guide groove formed at the other end of the cylindrical shape in a longitudinal direction and a plurality of outflow holes provided in the circumferential surface of the outflow guide groove to guide a uniform dispersed outflow flow of the third solution from the contact portion. Salinity Power Generator.
  24. 제23항에서,The method of claim 23,
    상기 전극체는 길이방향을 따라 일측에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하는 전극 분리부를 더 포함하며, The electrode body further includes an electrode separation part protruding to one side along a longitudinal direction to divide the electrode into a plurality of,
    상기 전극 분리부는The electrode separator
    제11 전극 분리부, 그리고An eleventh electrode separator, and
    상기 제11 전극 분리부와 서로 대응하는 위치에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하는 제12 전극 분리부를 포함하고,And a twelfth electrode separator formed to protrude at a position corresponding to the eleventh electrode separator and separating the electrodes into a plurality of electrodes.
    상기 전극체는 상기 제11 전극 분리부와 상기 제12 전극 분리부를 기준으로 서로 대응하는 위치에서 동일한 형상으로 구비되는 제11 전극체와 제12 전극체를 포함하는 염도차 발전장치.The electrode body comprises an eleventh electrode body and a twelfth electrode body provided in the same shape at a position corresponding to each other based on the eleventh electrode separator and the twelfth electrode separator.
  25. 제24항에서,The method of claim 24,
    상기 전극 커버부는The electrode cover part
    상기 제11 전극체와 상기 제12 전극체에 각각 대응하는 위치에서 동일한 형상으로 구비되는 제11 전극 커버부와 제12 전극 커버부를 포함하며,An eleventh electrode cover part and a twelfth electrode cover part provided in the same shape at positions corresponding to the eleventh electrode body and the twelfth electrode body, respectively;
    상기 전극 커버부는 The electrode cover part
    적어도 상기 제3 용액 유출부로부터 유출되는 상기 제3 용액이 제4 유로로 유입되는 전극용액 유입부, 그리고An electrode solution inlet, at least the third solution flowing out of the third solution outlet, into the fourth flow path, and
    상기 전극용액 유입부와 대응하는 위치에 구비되어 제4 유로를 따라 유동한 상기 제3 용액이 외부로 유출되는 전극용액 유출부를 포함하는 염도차 발전장치.And an electrode solution outlet configured to be disposed at a position corresponding to the electrode solution inlet and flow out along the fourth flow path to the outside.
  26. 제22항에서,The method of claim 22,
    상기 제1 전극은 The first electrode is
    길이방향을 따라 길게 원기둥형상으로 형성되어 상기 본체부의 내측 중심부에 구비되는 전극체,An electrode body formed in a cylindrical shape along a longitudinal direction and provided at an inner central portion of the main body portion,
    상기 전극체의 길이방향 상단에 구비되어 상기 전극체를 보호하는 제1 전극 지지체, A first electrode support provided at an upper end in the longitudinal direction of the electrode body to protect the electrode body;
    상기 전극체와 상기 제1 전극 지지체 사이에 구비되어 상기 제1 용액과 상기 제3 용액의 유입 흐름을 안내하는 유입 커버부,An inlet cover part provided between the electrode body and the first electrode support to guide the inflow of the first solution and the third solution;
    상기 전극체의 길이방향 하단에 구비되어 상기 전극체를 보호하는 제2 전극 지지체, A second electrode support provided at a lower end in the longitudinal direction of the electrode body to protect the electrode body;
    상기 전극체와 상기 제2 전극 지지체 사이에 구비되어 상기 제1 용액과 상기 제3 용액의 유출 흐름을 안내하는 유출 커버부, 그리고An outlet cover part provided between the electrode body and the second electrode support to guide the outflow of the first solution and the third solution, and
    상기 전극체의 외주면에 구비되어 상기 제3 용액과의 접촉면적을 증대시키는 접촉부를 포함하고,A contact portion provided on an outer circumferential surface of the electrode body to increase a contact area with the third solution,
    상기 전극체는 The electrode body is
    상기 원기둥형상의 길이방향 일단에 형성된 유입 가이드홈과 상기 유입 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유입구멍을 갖고 상기 접촉부로 상기 제3 용액의 균일한 분산 유입흐름을 안내하는 유입 가이드부,An inflow guide portion formed at one end of the column in a longitudinal direction and a plurality of inflow holes provided in the circumferential surface of the inflow guide groove to guide a uniform dispersed inflow of the third solution to the contact portion;
    상기 원기둥형상의 길이방향 타단에 형성된 유출 가이드홈과 상기 유출 가이드 홈의 원주면에 구비된 복수의 유출구멍을 갖고 상기 접촉부로부터 상기 제3 용액의 균일한 분산 유출흐름을 안내하는 유출 가이드부,An outflow guide part having a plurality of outflow holes provided in the circumferential surface of the outflow guide groove and the outflow guide groove formed at the other end in the longitudinal direction of the cylinder, and guiding a uniform dispersed outflow flow of the third solution from the contact portion;
    길이방향을 따라 일측에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하며, 상기 제1 용액의 유입 흐름을 안내하는 유입홈이 길이방향을 따라 길게 구비되는 제11 전극 분리부, 그리고An eleventh electrode separator formed to protrude on one side along a longitudinal direction to divide the electrode into a plurality, and an inlet groove guiding the inflow of the first solution is provided along the length direction;
    상기 제11 전극 분리부와 서로 대응하는 위치에 돌출 형성되어 전극을 복수로 구분하며, 상기 제1 용액의 유출 흐름을 안내하는 유출홈이 길이방향을 따라 길게 구비되는 제12 전극 분리부A twelfth electrode separator formed to protrude at a position corresponding to the eleventh electrode separator and having a plurality of electrodes, and having an outlet groove for guiding the outflow of the first solution along the length direction;
    를 포함하는 염도차 발전장치.Salinity generator comprising a.
  27. 제26항에서,The method of claim 26,
    상기 유입 커버부는 The inflow cover portion
    상기 제3 용액이 유입되는 제3 용액 유입구멍을 갖는 원판형상의 유입 커버 본체,A disk-shaped inlet cover body having a third solution inlet hole through which the third solution is introduced,
    상기 유입 커버 본체의 원주면에서 상기 제11 전극 분리부에 대응하는 위치에 돌출 형성되며 상기 유입홈과 연결되는 커버 유입홀을 갖는 제11 유입 커버 돌출부, 그리고An eleventh inflow cover protrusion protruding from a circumferential surface of the inflow cover main body at a position corresponding to the eleventh electrode separation part and having a cover inflow hole connected to the inflow groove;
    상기 유입 커버 본체의 원주면에서 상기 제12 전극 분리부에 대응하는 위치에 돌출 형성되는 제12 유입 커버 돌출부를 포함하며,A twelfth inflow cover protrusion protruding from a circumferential surface of the inflow cover body at a position corresponding to the twelfth electrode separator;
    상기 유출 커버부는 The spill cover portion
    상기 제3 용액이 유출되는 제3 용액 유출구멍을 갖는 원판형상의 유출 커버 본체,Disc-shaped outflow cover body having a third solution outlet hole through which the third solution flows out,
    상기 유출 커버 본체의 원주면에서 상기 제11 전극 분리부에 대응하는 위치에 돌출 형성되는 제11 유출 커버 돌출부, 그리고An eleventh outlet cover protrusion protruding from a circumferential surface of the outlet cover body at a position corresponding to the eleventh electrode separation unit, and
    상기 유출 커버 본체의 원주면에서 상기 제12 전극 분리부에 대응하는 위치에 돌출 형성되며 상기 유출홈과 연결되는 커버 유출홀을 갖는 제12 유출 커버 돌출부를 포함하는 염도차 발전장치.And a twelfth outflow cover protrusion protruding from a circumferential surface of the outflow cover body at a position corresponding to the twelfth electrode separator and having a cover outflow hole connected to the outflow groove.
  28. 제27항에서,The method of claim 27,
    상기 제1 용액은 상기 본체부의 상부 방향으로 유입되어 상기 전극부를 통해 적어도 상기 이온교환막부에서 상기 제2 방향을 따라 유동하며 상기 전극부를 통해 상기 본체부의 하부 방향으로 유출되도록 안내되고,The first solution is introduced to flow in the upper direction of the body portion and flows through the electrode portion at least in the ion exchange membrane portion along the second direction and flows out of the lower portion of the body portion through the electrode portion,
    상기 제2 용액은 상기 본체부의 상부 방향으로 유입되어 적어도 상기 이온교환막부에서 상기 제1 방향을 따라 유동하며 상기 본체부의 하부 방향으로 유출되도록 안내되며,The second solution is introduced to flow in the upper direction of the body portion at least flows in the first direction from the ion exchange membrane portion and flows out of the lower direction of the body portion,
    상기 이온교환막부는The ion exchange membrane portion
    상기 제11 전극 분리부에 대응하여 상기 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 상기 유입홈과 연결되어 상기 제1 용액의 유입과 상기 제2 방향 유동을 안내하는 유입 저장 채널, 그리고Corresponding to the eleventh electrode separator, a portion is formed along the first direction and has a storage space sealed at an upper portion and a lower portion thereof, and is connected to the inflow groove to allow inflow of the first solution and flow in the second direction. Pilot inflow storage channels, and
    상기 제12 전극 분리부에 대응하여 상기 제1 방향을 따라 일부가 개구되고 상부와 하부가 밀봉된 저장공간을 형성하며, 상기 유출홈과 연결되어 상기 제1 용액의 유출을 안내하는 유출 저장 채널을 포함하는 염도차 발전장치.An outlet storage channel forming a storage space in which a portion is opened along the first direction and sealed at an upper portion and a lower portion corresponding to the twelfth electrode separator, and connected to the outlet groove to guide the outflow of the first solution; Salinity generator including.
  29. 제1항에서,In claim 1,
    상기 제1 방향을 따라 상기 이온교환막부의 상부 또는 하부에 구비되어 상기 이온교환막부로 공급되는 용액의 유량에 따라 회전하며 상기 이온교환막부에 잔류하는 이물질을 제거하는 이물질 제거부를 포함하며,It is provided in the upper or lower portion of the ion exchange membrane portion in the first direction and rotates according to the flow rate of the solution supplied to the ion exchange membrane portion and includes a foreign material removal portion for removing the foreign matter remaining in the ion exchange membrane portion,
    상기 이물질 제거부는The foreign material removing unit
    상기 이온교환막부로 공급되는 용액의 유동력에 반응하여 회전력을 발생하는 복수의 회전날개를 구비하는 원판형상의 회전체, 그리고A disk-shaped rotating body having a plurality of rotary blades for generating a rotational force in response to the flow force of the solution supplied to the ion exchange membrane portion, and
    일단이 상기 회전체의 하부에 결합되고 타단이 상기 이온교환막부의 청소면에 접하도록 구비되며, 상기 회전체의 회전에 연동되어 상기 이온교환막부에 잔류하는 이물질을 제거하는 청소부를 포함하는 염도차 발전장치.One end is coupled to the lower portion of the rotating body and the other end is provided in contact with the cleaning surface of the ion exchange membrane portion, salt salvage power generation including a cleaning unit for removing the foreign matter remaining in the ion exchange membrane portion in conjunction with the rotation of the rotating body Device.
  30. 제29항에서,The method of claim 29,
    상기 회전체는 The rotating body is
    중심부에 구비되는 제1 회전 지지부, A first rotational support provided in the central part,
    상기 제1 회전 지지부의 외곽에서 원주방향을 따라 이격된 위치에 구비되는 제2 회전 지지부, 그리고 A second rotary support provided at a position spaced apart in the circumferential direction from the outside of the first rotary support;
    상기 제1 회전 지지부와 상기 제2 회전 지지부 사이에 복수의 회전날개를 갖고 상기 용액의 흐름에 연동되어 회전력을 발생하는 회전 가이드부를 포함하는 염도차 발전장치.And a rotary guide unit having a plurality of rotary blades between the first rotary support and the second rotary support to generate a rotational force in association with the flow of the solution.
PCT/KR2019/006194 2018-08-09 2019-05-23 Salinity gradient power generation device WO2020032356A1 (en)

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