KR200365102Y1 - 이온수 유로 모듈전극판 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이온수기의 이온수 유로 모듈전극판의 구조에 관한 것으로서, 상세하게는 이온수기의 전극판을 효율적으로 배치하고, 전극과 전극사이의 분리프레임에서 유로를 형성하도록 한 이온수 유로 모듈전극판의 구조에 관한 것이며, 내부에 제1통로입구와 제2통로입구가 서로 분리되어 형성되고, 입수통로출구(62)가 형성되는 전해조(100); 상기 전해조(100)의 전단 중앙과 후단 중앙에 각각 형성되어 위치하며, 각각 서로 다른 전원에 연결되는 전극플레이트(102)(103); 상기 전극플레이트(102)의 양측으로 전해조(100)의 전단쪽 벽에 형성되는 차단부(101); 상부프레임(116)과 하부프레임(117)으로 이루어지며, 상기 상부프레임과 하부프레임은 사각 테두리로 이루어지고, 상기 사각테두리의 2개의 세로프레임(114)에 서로 대각방향으로 유로형성홈(111)이 형성되고, 상기 상부프레임과 하부프레임 사이에 이온분리막(115)을 개재하고 상기 유로형성홈(111)이 외측을 향하도록 서로 결합되는 분리프레임; 일단에 전극접촉단이 형성되어 상기 전극플레이트와 접촉하며, 상기 분리프레임(110) 사이에 설치되는 전극판; 상기 전극접촉단의 상부에 고정되는 고정플레이트(190); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

이온수 유로 모듈전극판 구조{A structure of an electrode plate having water flow line in it}

본 고안은 이온수기의 이온수 유로 모듈전극판의 구조에 관한 것으로서, 상세하게는 이온수기의 전극판을 효율적으로 배치하고, 전극과 전극사이의 분리프레임에서 유로를 형성하도록 한 이온수 유로 모듈전극판의 구조에 관한 것이다.

바람직한 식수는 무색, 무취 상태의 냉수로서 각종 중금속과 유해물질 및 세균 등이 없고 적당량의 미네랄이 함유된 물로서, 그 물속에는 약알칼리성의 Ca+, Na+ 등이 함유된 생수가 이상적인 것으로 알려져 있다.

이를 위해서 물을 전기분해하여 +이온의 무기질이 포함되는 음용수인 알칼리수와 비음용수인 산성수로 분리배출하도록 하는 전해조를 포함하여 구성되는 전해수 생성장치가 널리 사용되고 있으며 최근에는 정수기능과 전해 이온수기 기능을 모두 갖추어, 먼저 정수부를 통과시켜 정수가 이루어진 물을 전해조를 통과시켜 수전부로 출수되도록 구성된 이온수기가 널리 사용되고 있다.

이온수기의 일반적인 구성은 원수를 입수시켜 여과 정수하기 위한 필터가 구비된 정수부와 정수된 물은 전기분해하여 알칼리수와 산성수로 분리하는 전해조, 전해조 등을 제어하기 위한 제어부, 구동모터, 유량센서 및 복잡한 유로를 구비하며, 이들 구성부재들은 베이스부재에 조립 지지된다.

이온수기에서 원수가 유입되어 출수되는 물의 흐름과정은 베이스부재 하방으로부터 원수 유입 - 유량센서 - 칼슘통 - 정수부 입수 - 정수부 출수 - 전해조 입수 - 전해조 출수 - 알칼리수는 음용수 급수전으로, 산성수는 산성수 출수구로 출수되는 과정으로 이루어진다.

이온수를 만들기 위하여 전기분해를 하는 전해조에는 양극판과 음극판이 있고, 상기 양극판과 음극판에 직류전류를 공급하면 전해조 내에서 물의 전기분해가 행해져 양극측에는 수소이온농도가 높아져 산성이온수가 되고, 음극측에는 수산이온동도가 높아져 알카리성 이온수가 된다.

통상적으로 양극판과 음극판 사이에는 이온분리막이 형성된다. 상기 양극판과 이온분리막 사이에는 양극실이 형성되고, 음극판과 이온분리막 사이에는 음극실이 형성된다.

이러한 전해조를 통과하여 상기 양극실에서 나오는 산성수와 음극실에서 나오는 알카리수는 각각의 배출구를 통하여 유로변환부를 거쳐 음용수구와 배수구로 나뉘어 배출된다.

이때 양극판과 음극판 사이에 이온 분리막이 설치되어 항상 일정한 배출구로 각각 배출되도록 하기 위하여 복잡한 구성의 전극 적층구조를 사용한다.

본 고안은 전술한 바와 같이 이온수기의 전해조에서 간단한 구조의 분리프레임을 사용하여 양극판과 음극판 사이의 양극실과 음극실의 유로를 일정한 배출구로 연결시키고, 모듈식으로 계속 적층할 수 있는 구조의 이온수 유로 모듈전극판의 구조를 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.

본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위하여 내부 전단 일측에 제1통로입구와 제2통로입구가 서로 분리되어 형성되고, 후단의 일측에 입수통로출구가 형성되는 전해조; 상기 전해조의 전단 중앙과 후단 중앙에 각각 형성되어 위치하며, 각각 서로 다른 전원에 연결되는 전극플레이트; 상기 전극플레이트의 양측으로 전해조의 전단쪽 벽에 형성되는 차단부; 상부프레임과 하부프레임으로 이루어지며, 상기 상부프레임과 하부프레임은 사각 테두리로 이루어지고, 상기 사각테두리의 2개의 세로프레임에 서로 대각방향으로 유로형성홈이 형성되고, 상기 상부프레임과 하부프레임 사이에 이온분리막을 개재하고 상기 유로형성홈이 외측을 향하도록 서로 결합되는 분리프레임; 일단에 전극접촉단이 형성되어 상기 전극플레이트와 접촉하며, 상기 분리프레임 사이에 설치되는 전극판; 상기 전극접촉단의 상부에 고정되는 고정플레이트; 로 구성되며, 상기 전해조에 상기 전극판과 분리프레임을 교대로 적층하고, 상기 전극판은 교대로 다른 극의 전극플레이트에 접촉시키는 것을 특징으로 하며, 상기 전극판과 분리프레임의 적층구조는 일측 단부에는 전극접촉단이 아래에서 위로 절곡되어 형성되어 전극플레이트의 일측과 접촉하며 위치하는 제1전극판; 상기 제1전극판 위에 위치하며, 하부프레임의 유로형성홈이 제2통로입구를 향하여 형성되고, 상부프레임의 유로형성홈이 제1통로입구를 향하여 형성되는 제1분리프레임; 상기 제1분리프레임의 상부에 놓여지며, 일단에 형성된 전극접촉단이 전극프레임에 접촉하도록 위치하는 제2전극판; 상기 제2전극판의 상부에 놓여지며, 하부프레임의 유로형성홈이 제1통로입구를 향하여 형성되고, 상부프레임의 유로형성홈이 제2통로입구를 향하여 형성되는 제2분리프레임; 상기 제2분리프레임의 상부에 위치하며, 전극접촉단이 전극플레이트에 접촉하여 놓여지는 제3전극판; 상기 제3전극판 상부에 놓여지며, 하부프레임의 유로형성홈이 제2통로입구를 향하여 형성되고, 상부프레임의 유로형성홈이 제1통로입구를 향하여 형성되는 제3분리프레임; 상기 제3분리프레임의 상부에 놓여지며, 전극접촉단이 전극플레이트에 접촉하도록 형성되는 제4전극판; 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온수 유로 모듈전극판의 구조를 제공한다.

도 1은 본 고안의 이온수 유로 모듈전극판 구조의 분리 사시도.

도 2는 본 고안의 이온수 유로 모듈전극판 구조에 사용하는 분리프레임을 도시한 사시도.

도 3은 본 고안의 이온수 유로 모듈전극판 구조가 전해조에 설치된 상태의 수직 단면도.

도 4는 본 고안의 이온수 유로 모듈전극판 구조에서 전극판과 분리프레임이 적층되는 상태를 도시한 개략도.

도 5은 본 고안의 이온수 유로 모듈전극판 구조가 형성되는 전해조가 형성된 유로전환밸브의 평면도.

도 6는 본 고안의 이온수 유로 모듈전극판 구조가 형성되는 전해조가 형성된 유로전환밸브의 평면도.

도 7은 본 고안의 유로전환 밸브의 유로형성수단을 도시한 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

10 : 몸체 11 : 입수구

12 : 음용수구 13 : 배수구

20 : 유로형성공간 21 : 제1공간

22 : 제2공간 30 : 유로형성회전체

31 : 제1유로 32 : 제2유로

33 : 제3유로 34 : 제4유로

35 : 제5유로 36 : 모터고정홀

40 : 유로형성원통관 41 : 제1홀

42 : 제2홀 43 : 제3홀

44 : 제4홀 45 : 제5홀

46 : 제6홀 47 : 제7홀

48 : 배수홀 50 : 유량조절부

51 : 유량조절임펠러 52 : 자석

60 : 입수통로입구 61 : 입수통로

62 : 입수통로출구 63 : 제1통로

64 : 제1통로입구 65 : 제1통로출구

66 : 제2통로 67 : 제2통로입구

68 : 제2통로출구 69 : 배수통로

70 : 배수통로입구 71 : 배수통로출구

100 : 전해조 101 : 차단부

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 사용되는 이온수기는 몸체(10)의 상부 일측에 유로전환밸브가 형성되고, 상부 타측에 전해조(100)가 형성된다.

상기 전해조(100)에는 평상시 알카리수가 공급되는 제1통로입구(64)가 형성되고, 차단부(101)를 사이에 두고 산성수가 공급되는 제2통로입구(67)가 형성된다.

이하에서는 제1통로(63)는 평상시 알카리수가 공급되고, 즉 음극실과 연통되고, 제2통로(66)는 평상시 산성수가 공급되는 양극실과 연통되도록 설명한다. 물론 서로 바꾸어서 적용하여도 무방하나 이하에서는 위와같이 적용하는 것으로 가정한다.

상기 전해조(100)의 제1통로입구(64)는 몸체(10) 내부에 유로를 형성하여 유로형성공간(20)으로 연통된다. 상기 유로형성공간(20)의 양측에는 제1공간(21)과제2공간(22)이 형성되며, 상기 제1공간(21)에 제1통로출구(65)가 형성된다.

상기 제2통로입구(67)는 몸체(10)의 내부에 유로를 형성하여 유로형성공간(20)으로 연통되며, 상기 제2공간(22)에 제2통로출구(68)가 형성된다.

몸체의 후단에 설치된 배수구(13)는 몸체(10)의 내부에 형성되는 배수통로(69)와 연통되며, 상기 배수통로(69)의 배수통로출구(71)는 상기 배수구(13)와 연결되고, 배수통로입구(70)는 유로형성공간(20)에 형성된다.

상기 유로형성공간(20)의 중앙은 원통형 공간으로 일측의 일부가 평면으로 형성되고, 상기 원통형 공간에 유로형성회전체(30)와 유로형성원통관(40)이 삽입된다. 상기 유로형성회전체(30)는 유로형성원통관(40)의 내부에서 모터의 작동에 따라 회전하나, 유로형성원통관(40)은 일측에 형성된 평면부가 유로형성공간의 평면부와 맞물려 돌아가지 않게 고정된다. 그리고 상기 유로형성원통관(40)에 유로형성회전체(30)가 삽입된 상태에서 그 상부에 덮개(82)가 고정된다.

상기 배수통로출구(71)는 상기 유로형성공간(20)의 후단 측벽에 형성되는 평면부에 형성되어 유로형성원통관(40)에 형성되는 배수홀(48)과 연통된다.

상기 유로형성원통관(40)에 형성되는 배수홀(48)은 유로형성원통관(40)의 평면부에 형성되며, 유로형성회전체(30)에 형성된 유로와 연통되어 항상 산성수만 배출되도록 유로를 형성하게 된다.

각 경우에 따라 형성되는 유로를 살펴보면 아래와 같다.

유로형성원통관(40)은 평면부에 배수홀(48)이 형성되고 상기 배수홀(48)의 맞은편에 음용수구와 연결되는 제4홀(44)이 형성된다. 그리고 제1홀(41), 제2홀(42), 제3홀(43)이 형성되어 제1공간(21)과 선택적으로 연통된다. 다른편으로 제5홀(45), 제6홀(46), 제7홀(47)이 형성되어 제2공간(22)과 선택적으로 연통된다. 유로형성회전체(30)에는 5개의 유로가 형성되며, 제1유로(31)와 제2유로(32)는 서로 연통되며, 상기 제1유로(31), 제2유로(32)와는 중앙을 경계로 하여 맞은편에 형성되는 제3유로(33), 제4유로(34), 제5유로(35)는 서로 연통된다.

이와 같은 구조의 유로전환밸브를 가지는 이온수기의 전해조(100)에 설치되는 전극의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 전극구조는 전해조(100)의 전단의 중앙에 각각 전극플레이트(102)(103)를 형성하고, 상기 전극플레이트(102)(103)을 중심으로 차단부(101)가 형성된다. 전해조(100)의 전단에 형성된 차단부(101)의 일측에는 제1통로입구(64)가 형성되고, 타측에는 제2통로입구(67)가 형성된다.

상기 전해조(100)의 후단에는 입수통로출구(62)가 형성된다. 상기 입수통로출구(62)에서 공급되는 물은 모듈전극 구조의 유로를 통하여 진행하게 된다.

이온수 유로 모듈전극 구조는 다음과 같다.

상기 전해조(100)의 내부에 전극판과 분리프레임을 교대로 적층하고, 상기 분리프레임괴 전극판 사이에 분리프레임의 유로형성홈에 의하여 유로가 형성되는 것을 주요 구성으로 한다.

상기 전해조(100)의 내부에 제1전극판(120)을 위치시킨다. 상기 제1전극판(120)의 일측 단부에는 전극접촉단(121)이 아래에서 위로 절곡되어 형성되며, 상기 전극접촉단(121)은 전극플레이트(103)의 일측과 접촉하면서 놓여진다.

그 위로 제1분리프레임(130)을 위치시킨다.

분리프레임(110)은 사각형의 테두리를 가지는 구조로 내부에 가로프레임(113)이 다수개 형성되고, 테두리의 세로부인 세로프레임(114)에 유로형성홈(111)이 형성된다. 상기 유로형성홈(111)은 2개의 세로프레임(114)에서 서로 대각 방향으로 형성된다. 이러한 구조의 분리프레임(110)은 상부프레임(116)과 하부프레임(117)으로 구성되며, 유로형성홈(111)은 서로 외측을 향하도록 하여 고정되며, 상기 상부프레임(116)과 하부프레임(117) 사이에는 이온 분리막(115)이 끼워져 고정된다.

상기 분리프레임(110)의 사각형 테두리의 내부에 가로방향으로 다수개 가로프레임(113)이 형성되고, 이러한 가로프레임(113)은 이온분리막(115)이 외부로 이탈되는 것을 방지하고, 전극판과 이온분리막(115) 사이의 공간을 확보하여 준다.

상기 분리프레임(110)의 세로프레임과 가로프레임에는 다수개의 돌출지지부(112)가 형성되는데 이는 전극판을 안정적으로 지지하여 준다.

상기 이온분리막(115)과 제1전극판(120) 사이에 유로형성홈(111)이 제2통로입구(67)를 향하도록 형성된다.

그 위로 제2전극판(140)이 놓여지며, 상기 제2전극판(140)의 일단에 위로 절곡되어 전극프레임(102)의 일측 위에 접촉되어 놓여진다.

그 위로 제2분리프레임(150)이 놓여지며, 분리프레임의 하부프레임은 제1통로입구(64)를 향하도록 유로형성홈(111)이 위치된다. 상부프레임은 제2통로입구(67)를 향하도록 유로형성홈(111)이 위치된다. 따라서 제2분리프레임(150)의 이온분리막(115)과 제2전극판(140) 사이의 공간은 제1통로입구(64)와 연통되고, 제1분리프레임(130)의 이온분리막과 제2전극판(140) 사이의 공간도 제1통로입구(64)와 연통하게 되어 제2전극판(140)을 중심으로 상하에 형성되는 공간이 모두 제1통로입구에 연통된다.

제2분리프레임(150)의 위에는 제3전극판(160)이 위치되며, 상기 제3전극판(160)의 일측 단부에 아래로 절곡된 전극접촉단(161)이 전극플레이트(103)에 접촉하여 놓여진다.

상기 제3전극판(160)을 중심으로 상 하에 형성되는 공간은 모두 제2통로입구에 연통된다.

상기 제3전극판(160)의 위로 제3분리프레임(170)이 놓여지는데, 상기 제3분리프레임(170)의 하부프레임의 유로형성홈은 제2통로입구를 향하여 위치되고, 이온분리막 위의 상부프레임의 유로형성홈은 제1통로입구를 향하여 위치된다.

상기 제3분리프레임(170)의 위로 제4전극판(180)이 놓여지고, 상기 제4전극판(180)의 일단에 전극접촉단(181)이 형성되어 전극플레이트(102)에 접촉하도록 형성된다. 상기 적층된 전극판 위로 고정플레이트(190)를 나사로 고정하여 전극의 이탈을 방지한다.

이상에서는 4개의 전극판을 사용하여 적층하는 구조를 설명하였는데, 사용자의 필요에 따라 더 늘릴수도 있고, 더 줄일수도 있으며 이는 본 고안의 보호범위에 속한다 할 것이다.

본 고안은 전극판을 모듈식으로 구성하여 같은 구성을 반복하여 교대로 형성하므로 그 전극판의 숫자는 전해조의 깊이를 조절하는 등의 간단한 설계변경으로 이룰수 있으므로 본 고안에서는 설명을 생략한다.

또한 본 고안에서 제1전극판과 제3전극판은 같은 전극의 전류가 흐르고, 제2전극판과 제4전극판은 같은 전류가 흐르게 된다. 제1전극판에 양극 전원이 연결되면 제1전극판과 제1분리프레임의 이온분리막 사이의 공간은 양극실이 되어 산성수가 생성된다. 그리고 제2전극판은 음극전원이 연결되므로 제2전극판과 상기 제1분리프레임의 이온분리막 사이 공간은 음극실이 되어 알카리수가 생성된다.

이상과 같은 원리로 교대로 양극실과 음극실이 형성되나 같은 극실의 출구는 분리프레임의 유로형성홈에 의하여 항상 동일하게 형성된다.

이상과 같이 본 고안은 간단한 구조의 분리프레임에 유로를 형성하여 양극실과 음극실을 반복적으로 형성할 수 있으며, 분리프레임 자체에 유로가 형성되어 있으므로 별도의 유로를 형성할 필요가 없으므로 간편하게 전해조를 제작할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 내부 전단 일측에 제1통로입구와 제2통로입구가 서로 분리되어 형성되고, 후단의 일측에 입수통로출구(62)가 형성되는 전해조(100);

   상기 전해조(100)의 전단 중앙과 후단 중앙에 각각 형성되어 위치하며, 각각 서로 다른 전원에 연결되는 전극플레이트(102)(103);

   상기 전극플레이트(102)의 양측으로 전해조(100)의 전단쪽 벽에 형성되는 차단부(101);

   상부프레임(116)과 하부프레임(117)으로 이루어지며, 상기 상부프레임과 하부프레임은 사각 테두리로 이루어지고, 상기 사각테두리의 2개의 세로프레임(114)에 서로 대각방향으로 유로형성홈(111)이 형성되고, 상기 상부프레임과 하부프레임 사이에 이온분리막(115)을 개재하고 상기 유로형성홈(111)이 외측을 향하도록 서로 결합되는 분리프레임;

   일단에 전극접촉단이 형성되어 상기 전극플레이트와 접촉하며, 상기 분리프레임(110) 사이에 설치되는 전극판;

   상기 전극접촉단의 상부에 고정되는 고정플레이트(190); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온수 유로 모듈전극판의 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전해조(100)에 상기 전극판과 분리프레임을 교대로 적층하고, 상기 전극판은 교대로 다른 극의 전극플레이트에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 이온수 유로 모듈전극판의 구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 전극판과 분리프레임의 적층구조는

   일측 단부에는 전극접촉단(121)이 아래에서 위로 절곡되어 형성되어 전극플레이트(103)의 일측과 접촉하며 위치하는 제1전극판(120);

   상기 제1전극판 위에 위치하며, 하부프레임의 유로형성홈이 제2통로입구(67)를 향하여 형성되고, 상부프레임의 유로형성홈이 제1통로입구(64)를 향하여 형성되는 제1분리프레임(130);

   상기 제1분리프레임(130)의 상부에 놓여지며, 일단에 형성된 전극접촉단(141)이 전극프레임(102)에 접촉하도록 위치하는 제2전극판(140);

   상기 제2전극판(140)의 상부에 놓여지며, 하부프레임의 유로형성홈이 제1통로입구(64)를 향하여 형성되고, 상부프레임의 유로형성홈이 제2통로입구를 향하여 형성되는 제2분리프레임(150);

   상기 제2분리프레임(150)의 상부에 위치하며, 전극접촉단(161)이 전극플레이트(103)에 접촉하여 놓여지는 제3전극판(160);

   상기 제3전극판(160) 상부에 놓여지며, 하부프레임의 유로형성홈이 제2통로입구를 향하여 형성되고, 상부프레임의 유로형성홈이 제1통로입구를 향하여 형성되는 제3분리프레임(170);

   상기 제3분리프레임(170)의 상부에 놓여지며, 전극접촉단(181)이 전극플레이트(102)에 접촉하도록 형성되는 제4전극판(180); 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온수 유로 모듈전극판의 구조.