KR100576257B1

KR100576257B1 - 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조

Info

Publication number: KR100576257B1
Application number: KR1020040029827A
Authority: KR
Inventors: 이근택
Original assignee: 위니아만도 주식회사
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2006-05-03
Also published as: KR20050104508A

Abstract

본 발명은 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조에 관한 것으로, 원수가 알카리수와 산성수로 분리되어 유출되는 저장수단과; 상기 저장수단의 내부에서 유입된 원수를 이온 분해하는 양음의 전극과; 상기 저장수단의 내부에서 상기 양음의 전극을 서로 분리하고, 이온이 통과하도록 설치되는 격막과; 상기 저장수단에서 발생된 알카리수와 산성수를 분기하는 분기수단과; 상기 분기수단에서 나누어져 유출되는 알카리수나 산성수의 유량을 조절하는 조절수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성된 본 발명은 저장수단을 거친 알카리수대 산성수의 비율을 일정하게 유지하여, 일정하게 페하(pH)유지를 유지하고, 원수의 낭비를 막을 수 있다.

전해조, 저장수단, 분기수단, 조절수단, 제어수단, 밸브

Description

유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조{Electrolytic cell equipped with device controlling the flow volume of outflow water}

도 1은 본 발명에 따른 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조를 나타낸 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 분기수단을 나타낸 일부 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 조절수단을 나타낸 일부 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

5 : 원수 10 : 저장수단

20 : 전극 30 : 격막

40 : 분기수단 41 : 제1입력관

42 : 제2입력관 43 : 제1배출관

44 : 제2배출관 45 : 제1연결관

46 : 제2연결관 50 : 조절수단

51 : 밸브하우징 52 : 제1연결홈

53 : 제2연결홈 55 : 제1밸브체

56 : 제2밸브체 58 : 제3밸브체

60 : 개폐부재 62 : 제1페하센서

63 : 제2페하센서 65, 66, 90 : 솔레노이드

67 : 제1솔레노이드 밸브 70 : 제1제어수단

72 : 제2솔레노이드 밸브 75 : 조절수단

80 : 제3페하센서 82 : 산성수유입관

83 : 산성수배출관 85, 87: 원수복귀관

86 : 제2개폐부재 100: 제2제어수단

본 발명은 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정수기의 전해조에서 출수되는 알카리수나 산성수의 유량을 조절하여 일정한 페하(pH)의 알칼리수, 산성수를 제공하고, 물의 낭비를 막는 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조이다.

일반적으로, 최근의 정수기는 전기분해 방식을 이용하여 물을 산성 강알카리성 약알카리성 등 3가지 성분으로 분해하는 고기능성을 가진다.

이러한 정수기는 장착된 전극판을 통해 인체에 가장 이롭다는 pH 7.5~8.0의 약알카리성 물을 분류하고 활성탄 필터로 산성 강알카리 약알카리를 재차 분리해 필요에 따라 물을 골라 사용할 수 있게 한다.

약알카리 물은 식수로 적당하고 강알카리 물은 식물재배에 적격이며, 산성물은세안시 사용하면 피부미용에 효험이 있다.

전기 정수기는 프리필터를 통과해 전해조에 들어온 물이 격막으로 분리된 3가지 격실로 유입되면서 시작된다.

이때 물 속에 함유된 이온 중 염화물, 탄산, 황산 등 유해 음이온 물질은 플러스 극으로 이동하고 산성물이 남게 된다.

반면 나트륨, 칼슘, 마그네슘 등 우리 몸에 좋은 양이온 물질은 마이너스극으로 이동해 강알카리성 물을 생성한다.

또한, 정수기 내에는 음의 전류가 약하게 흐르는 전극판을 하나 더 설치해 적정량의 미네랄이 함유된 pH 7.5~8.0의 약알카리성 음료용 물을 생성하기도 한다.

이러한 알카리, 강알카리, 산성물은 전기 이온정수기의 내부에 설치된 전해조라고 불리는 부품에서 만들어진다.

전해조는 격막에 의해 2개로 나누어져 있고, 각각에는 양극(플러스극) 및 음극(마이너스극)의 전극이 있다.

이러한 전해조에 칼슘 이온을 포함하는 원수를 넣고 양극, 음극으로 직류 전압을 걸어 물에 직류 전류를 흘려보내면 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 칼륨 이온, 나트륨 이온 등의 양이온은 음극에 끌어당겨지고, 염화물 이온, 탄산 이온, 유산 이온, 질산 이온 등의 음이온은 양극으로 끌어 당겨진다.

또한, 전극의 표면에서 접촉하고 있는 물이 전기분해되어 음극 쪽에서는 수산화 이온(OH-), 용존 수소(H2)가 많아지고, 페하(pH)치가 알카리성인 알카리 이온수가 생성되고, 양극 쪽에서는 수소 이온(H+), 음이온 및 용존 산소(O2) 등이 많아지고, pH치가 산성인 산성수가 생성된다.

이와 같은 종래의 정수기에 내장된 전해조는 알카리 이온수를 배출하여 식음료로 쓰이게 하고, 산성수는 알카리 이온수와 분리한 후 배출하는데, 전해조에 유입되는 원수의 페하(pH)가 일정하지 못하고, 유입되는 원수의 양(압력)이 일정하지 못하여, 전해조에서 전기분해되어 외부로 배출되는 알칼리수나 산성수의 페하(pH)가 역시 일정하지 못하고, 이로 인해 페하(pH)가 낮은 산성수가 알칼리수와 혼합되어 식음료로 제공되거나, 페하(pH)가 높은 알칼리수가 산성수와 같이 배출되어 원수를 낭비하므로, 정수효율이 저하되고 유지비용이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 원수의 페하(pH)치에 따라 전해조에서 배출되는 산성수나 알칼리수의 배출경로와 배출유량을 조절하여, 일정한 페하(pH)의 알칼리수를 공급하고, 원수의 낭비를 막아 정수효율은 증대하고 유지비용을 저감하도록 하는 것이 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조는 일측에서 원수가 유입되고 유입된 원수가 알카리수와 산성수로 분리되어 유출되는 저장수단과; 상기 저장수단의 내부에서 유입된 원수를 이온 분해하는 양음의 전극과; 상기 저장수단의 내부에서 상기 양음의 전극을 서로 분리하고, 이온이 통과하도록 설치되는 격막과; 상기 저장수단에서 발생된 알카리수와 산성수를 분기하는 분기수단과; 상기 분기수단에서 나누어져 유출되는 알카리수나 산성수의 유량을 조절하는 조절수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조를 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 분기수단(40)을 나타낸 일부 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 조절수단을 나타낸 일부 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조의 구성은, 일측에서 원수(5)가 유입되고 유입된 원수(5)가 알카리수와 산성수로 분리되어 유출되는 저장수단(10)과; 상기 저장수단(10)의 내부에서 유입된 원수(5)를 이온 분해하는 양음의 전극(20)과; 상기 저장수단(10)의 내부에서 상기 양음의 전극(20)을 서로 분리하고, 이온이 통과하도록 설치되는 격막(30)과; 상기 저장수단(10)에서 발생된 알카리수와 산성수를 분기하는 분기수단(40)과; 상기 분기수단(40)에서 나누어져 유출되는 알카리수나 산성수의 유량을 조절하는 조절수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 분기수단(40)은, 저장수단(10)에서 유동된 알카리수가 유입되는 제1입력관(41)과, 산성수가 입력되는 제2입력관(42)과, 상기 제1입력관(41)에 유입된 알카리수를 배출하는 제1배출관(43)과, 상기 제2입력관(42)에서 유입된 산성수를 배출하는 제2배출관(44)과, 중앙부에서 제2배출관(43)으로 연결된 제1연결관(45)과, 상기 제1연결관(45)의 반대편에서 원수로 연결되는 제2연결관(46)으로 이루어진 밸브하우징(51)과; 상기 밸브하우징(51)의 내부에서 제1입력관(41)과 제1배출관(43)을 연결하는 제1연결홈(52)과, 제2입력관(42)과 제2배출관(44)을 연결하는 제2연결 홈(53)과, 양측에서 제1배출관(43)을 개폐하는 제1밸브체(55) 및 제2배출관(44)을 개폐하는 제2밸브체(56)와, 중앙부에서 제1연결관(45)과 제2연결관(46)을 개폐하는 제3밸브체(58)가 형성된 개폐부재(60)로 이루어지는 제1솔레노이드 밸브(67)로 이루어진다.

그리고, 상기 제1입력관(41)에는 알카리수의 페하(pH)를 측정하는 제1페하센서(62)가 설치되고, 상기 제2배출관(44)에는 산성수의 페하(pH)를 측정하는 제2페하센서(63)가 설치된다.

그리고, 상기 제1페하센서(62)에서 측정된 알카리수의 페하(pH)가 8.0 이하일 경우에는, 상기 개폐부재(60)의 제1밸브체(55)로 제1배출관(43)을 폐쇄하여 제1입력관(41)으로 유입된 알카리수를 제1연결관(45)을 통해 상기 제2배출관(44)으로 유동시키고, 상기 제2페하센서(63)에서 측정된 산성수의 페하(pH)가 8.0 이상일 경우에는 상기 개폐부재(60)의 제2밸브체(56)로 제2배출관(44)을 폐쇄하여 제2입력관(42)으로 유입된 산성수가 제2연결관(46)을 통해 원수로 합류되도록 개폐부재(60)에 연결된 솔레노이드(65, 66)를 제어하는 제1제어수단(70)이 포함된다.

또한, 상기 조절수단(50)은, 상기 분기수단(40)에서 분기된 산성수의 페하(pH)를 측정하는 제3페하센서(80)와; 상기 분기수단(40)에서 유출되는 산성수의 배출유량을 조절하며, 유입된 산성수를 배출하거나 원수와 합류시키는 제2솔레노이드 밸브(72)와; 상기 제3페하센서(80)에서 측정된 산성수의 페하(pH)측정치가 입력되고, 상기 페하(pH)측정치가 7.0이상일 경우에는 상기 분기수단(40)에서 분기된 알카리수의 페하(pH)가 8.0~10.0이 될 때까지 상기 제2솔레노이드 밸브(72)를 작동시켜 산성수를 원수에 복귀시키는 제2제어수단(100)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 조절수단(50)은, 니들밸브나 버터플라이밸브 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 작동과정 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

상기와 같이 구성된 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조에 원수가 유입되면, 음극 쪽에서는 수산화 이온(OH-), 용존 수소(H2)가 많아져 페하(pH)치가 알카리성인 알카리수가 생성되고, 양극 쪽에서는 수소 이온(H+), 용존 산소(O2) 등이 많아져 페하(pH)치가 산성인 산성수가 생성된다.

상기와 같이 생성된 알카리수와 산성수는 다른 유동경로를 통해 저장수단(10)에서 배출된다.

상기 알카리수와 산성수가 분기수단(40)인 제1입력관(41)과 제2입력관(42)으로 유동하면, 상기 제1입력관(41)에 설치된 제1페하센서(62)를 통해 알카리수의 페하(pH)가 측정되어 제1제어수단(70)으로 보내진다.

이때, 알카리수의 페하가 8.0이하일 경우에는 식음료로 음용할 수는 있으나, 알카리수로서는 부적합하다.

상기 제1제어수단(70)은, 부적합한 알칼리수를 산성수와 함께 제2배출관(44)으로 배출시키기 위해, 솔레노이드(66)를 작동시켜 개폐부재(60)이 좌측으로 이동되게 한다.

상기 개폐부재(60)의 이동으로 상기 제1밸브체(55)는 제1배출관(43)을 폐쇄하고, 제3밸브체(58)는 폐쇄하고 있던 제1연결관(45)을 개방하며, 제1연결홈(52)을 통해 제1입력관(41)으로 유입된 알카리수는 제1연결관(45)을 거쳐 산성수와 함께 제2배출관(44)으로 배출된다.

이때, 상기 제2배출관(44)은, 상기 조절수단(50)인 산성수가 유입되는 제2솔레노이드 밸브(72)에 연결될 수 있으며, 제2솔레노이드 밸브(72)의 작동으로 산성수를 저장수단(10)으로 복귀시켜 재차 전기분해하고, 적합한 알카리수로 변화시킬 수 있다.

한편, 상기 부적합한 알카리수의 생성은, 저장수단(10)으로 유입되는 원수의 페하(pH)가 산성일 정도로 낮을 경우 발생할 수 있다.

상기 분기수단(40)의 제2입력관(42)으로 유입되는 알카리수의 페하(pH)가 알카리수의 적합기준인 8.이상으로 정상 측정되고, 상기 제2배출관(44)으로 배출되는 산성수의 페하(pH)가 7.0이상으로 측정될 경우를 살펴본다.

이때, 상기 제1제어수단(70)은, 솔레노이드(65)를 작동시켜 개폐부재(60)을 우측으로 이동시키고, 제2밸브체(56)로 제2배출관(44)을 폐쇄한다.

이때, 상기 제3밸브체(58)로 폐쇄되어 있던 제2연결관(46)은 개방되고, 제2입력관(42)으로 유입된 페하(pH)7.0이상의 산성수는 원수복귀관(85)을 통해 재차 저장수단(10)으로 유동된다.

상기와 같이 페하(pH)7.0이상의 산성수의 발생은 최초 저장수단(10)에 유입된 원수가 알칼리를 띨 경우에 발생하며, 이러한 산성수를 저장수단(10)으로 재차 유입시키는 것은 물의 낭비를 막는 구성이다.

상기와 같은 작동과정은, 밸브하우징(51)과 개폐부재(60)로 형성된 제1솔레노이드(67)밸브가 분기수단(40)으로 저장수단(10)에 설치될 경우나, 이러한 제1솔레노이드(67)밸브에 조절수단(50)인 제2솔레노이드 밸브(72)가 연결된 경우를 살펴본 것이다.

이하, 상기 저장수단(10)에 설치된 분기수단(40)에서 산성수와 알카리수가 분기되어 배출되고, 산성수가 제1솔레노이드 밸브(67)를 거치지 않고 조절수단(50)인 제2솔레노이드 밸브(67)에 그대로 유입되는 경우를 살펴본다.

상기 제2솔레노이드 밸브(67)에는 산성수유입관(82)이 형성되어 있고, 산성수유입관(82)으로 유입된 산성수의 페하(pH)가 7.0 이상일 경우에는 저장수단(10)으로 유입되는 원수(5)의 페하(pH)가 약알카리를 띠는 경우이다.

이때는, 상기 저장수단(10)에서 배출되는 알카리수의 페하는 8.0이상이 된다.

상기 산성수유입관(82)에서 측정된 산성수의 페하(pH)치가 7.0이상이 되어 제2제어수단(100)에 보내지면, 상기 제2제어수단(100)은 솔레노이드(90)를 작동시켜 제2개폐부재(60)을 우측으로 이동시킨다.

상기 제2개폐부재(60)이 우측으로 이동되면, 제2솔레노이드 밸브(72)의 배출구(83)는 폐쇄되고, 산성수는 원수복귀관(87)으로 유입된다.

이때, 상기 산성수는 원수복귀관(87)으로 유입되어 저장수단(10)으로 재차 유동된 후, 다시 전기분해된다.

이러한 과정이 반복되어, 산성수유입관(82)에서 측정된 산성수의 페하가 7.0이하로 떨어지면, 제2제어수단(100)은 솔레노이드(90)를 작동시켜 산성수의 원수복귀관(87)에 대한 유동을 폐쇄하고, 다시 산성수가 배출구(83)를 통해 배출되게 한다.

이때, 산성수유입관(82)으로 유입되는 산성수의 페하(pH)치는 제2제어수단(100)에 입력되고, 산성수의 페하(pH)변화량에 따라 제2제어수단(100)은 솔레노이드(90)로 제2개폐부재(60)을 작동시켜 배출구(83)와 원수복귀관(85)의 개방상태를 조정할 수 있다.

즉, 상기 산성수유입관(82)으로 유입되는 산성수의 페하(pH)치가 떨어지면, 제2개폐부재(60)은 원수복귀관(85)의 개방상태를 점점 폐쇄하고, 배출구(83)는 점점 개방하여 산성수가 배출되게 한다.

또한, 상기 산성수유입관(82)으로 유입되는 산성수의 페하(pH)치가 올라가면, 개폐부재(60)은 원수복귀관(85)의 폐쇄상태를 개방상태로 조금씩 변화시켜 저장수단(10)으로 보내는 유량은 늘리고, 배출구(83)는 점점 폐쇄하여 산성수의 배출유량은 줄인다.

상기와 같이 제2제어수단(100)이 솔레노이드를 작동시켜 개폐부재(60)로 배출구(83)와 원수복귀관(85)의 개폐상태를 조정하는 이유는, 상기 저장수단(10)으로 입수되는 원수의 페하(pH)에 따라 저장수단(10)에서 음용하기에 적당한 페하(pH)를 가지는 알카리수와 배출하여 버릴 산성수로 전기분해되지 못하면, 알칼리성을 띨 수 있는 원수(5)가 산성수로 취급되어 배출구(83)로 배출될 수 있기 때문이다.

또한, 상기 저장수단(10)에서 배출되는 산성수의 유로에 니들밸브나 버터플라이밸브를 설치하여, 유출되는 산성수가 많으면 니들밸브나 버터플라이밸브의 개방유량을 줄이어 원수의 낭비를 막을 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조는 원수의 페하(pH)치에 따라 전해조에서 배출되는 산성수나 알칼리수의 유동경로 및 배출유량을 조절하여, 일정한 페하(pH)의 알칼리수를 공급하고, 원수의 낭비를 막는 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

삭제
일측에서 원수가 유입되고 유입된 원수가 알카리수와 산성수로 분리되어 유출되는 저장수단과;

상기 저장수단의 내부에서 유입된 원수를 이온 분해하는 양음의 전극과;

상기 저장수단의 내부에서 상기 양음의 전극을 서로 분리하고, 이온이 통과하도록 설치되는 격막과;

상기 저장수단에서 발생된 알카리수와 산성수를 분기하는 분기수단과;

상기 분기수단에서 나누어져 유출되는 알카리수나 산성수의 유량을 조절하 는 조절수단을 포함하는 출수의 유량이 조절되는 전해조에 있어서,

상기 분기수단은 상기 저장수단에서 유동된 알카리수가 유입되는 제1입력관과, 산성수가 입력되는 제2입력관과, 상기 제1입력관에 유입된 알카리수를 배출하는 제1배출관과, 상기 제2입력관에서 유입된 산성수를 배출하는 제2배출관과, 중앙부에서 제2배출관으로 연결된 제1연결관과, 상기 제1연결관의 반대편에서 원수로 연결되는 제2연결관으로 이루어진 밸브하우징과;

상기 밸브하우징의 내부에서 제1입력관과 제1배출관을 연결하는 제1연결홈과 , 제2입력관과 제2배출관을 연결하는 제2연결홈과, 양측단부에서 제1배출관을 개폐하는 제1밸브체 및 제2배출관을 개폐하는 제2밸브체와, 중앙부에서 제1연결관과 제2연결관을 개폐하는 제3밸브체가 형성된 개폐부재로 이루어지는 제1솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 출수의 유량이 조절되는 전해조.
제 2 항에 있어서, 상기 제1입력관에는 알카리수의 페하(pH)를 측정하는 제1페하센서가 설치되고, 상기 제2배출관에는 산성수의 페하(pH)를 측정하는 제2페하센서가 설치되며, 상기 제1페하센서에서 측정된 알카리수의 페하가 8.0 이하일 경우에는 상기 개폐부재의 제1밸브체로 제1배출관을 폐쇄하여 제1입력관으로 유입된 알카리수를 제1연결관을 통해 상기 제2배출관으로 유동시키고, 상기 제2페하센서에서 측정된 산성수의 페하가 7.0 이상일 경우에는 상기 분기밸브체의 제2밸브체로 제2배출관을 폐쇄하여 제2입력관으로 유입된 산성수가 제2연결관을 통해 원수로 합류시키는 제1제어수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 출수의 유량이 조절되는 전해조.
제 2 항에 있어서, 상기 조절수단은 상기 분기관에서 분기된 산성수의 페하(pH)를 측정하는 제3페하센서와;

상기 분기수단에서 유출되는 산성수의 배출유량을 조절하며, 유입된 산성수를 배출하거나 원수와 합류시키는 제2솔레노이드 밸브와;

상기 제3페하센서에서 측정된 산성수의 페하측정치가 입력되고, 상기 페하측정치가 7.0이상일 경우에는 상기 분기관에서 분기된 알카리수의 페하가 8.0~10.0일 때까지 상기 제2솔레노이드 밸브를 작동시켜 산성수를 원수에 복귀시키는 제2제어수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조.
제 2 항에 있어서, 상기 조절수단은 니들밸브나 버터플라이밸브 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유출수 유량 조절장치를 구비한 전해조.