KR100592810B1 - 역삼투압 필터를 구비한 이온수기 - Google Patents

역삼투압 필터를 구비한 이온수기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 역삼투압 필터를 구비한 필터부와, 상기 필터부에 연통되어 정수된 물을 알칼리수와 산성수로 전기분해하는 전해조와, 상기 전해조에 연통되어 전기분해된 이온수를 냉수 또는 온수로 저장하는 냉/온수탱크를 포함하여 구성되는 이온수기에 있어서, 상기 필터부와 전해조 사이에 구비되되, 상기 필터부에 연통되어 정수된 물이 임시 저장되는 정수탱크와, 상기 정수탱크에 연통되어 상기 전해조로 공급되는 유량을 낮게 조절하는 펌프를 더 구비하여 낮은 유량의 정수에 의해 상기 전해조에서 체류시간을 늘리고 충분한 전기에너지가 공급되도록 하여 전기분해가 원활하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 역삼투압 필터를 구비한 이온수기를 제공한다.
이온수기, 전해조, 알칼리수, 산성수, 필터, 전해질, 전기분해

Description

역삼투압 필터를 구비한 이온수기{Ionized water generator having reverse osmotic pressure filter}
도 1은 본 발명에 따른 역삼투압 필터를 구비한 이온수기의 개략적인 구성을 도시한 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 필터부 11: 전처리 필터
12: RO 필터 13: 포스트카본 필터
15: 가압펌프 20: 정수탱크
30: 펌프 40: 전해조
45: 드레인관 50: 이온수탱크
60: 냉/온수탱크
본 발명은 이온수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 역삼투압 필터로 여과된 물을 정수탱크에 저장하고 저장된 정수된 물을 펌프에 의해 낮은 유량으로 전해조로 유입시켜 전기분해가 원활하게 이루어지도록 한 역삼투압 필터를 구비한 이온수기에 관한 것이다.
일반적으로, 이온수기는 내부에 구비된 전해조에서 물을 전기분해하여 알칼리수와 산성수로 만드는 의료기의 일종으로, 통상의 이온수기는 정수기와 마찬가지로 원수를 정수하는 필터시스템을 갖추고 있다.
이하, 이온수기에 구비된 필터시스템의 구성을 살펴보면, 세디멘트 필터(sediment filter), 프리카본 필터(pre-carbon filter), 한외여과막 필터(ultra filter; 이하 'UF 필터'이라 함) 또는 역삼투압 필터(reverse osmotic pressure filter; 이하 'RO 필터'이라 함), 및 포스트카본 필터(post-carbon filter) 등이 순차적으로 배열된 구조를 이루고 있다. 이러한 구성을 가지는 종래 이온수기의 필터시스템은 각각의 필터 역할에 따라 원수를 정수하는 기능을 수행하게 된다.
한편, 이러한 이온수기는 전해조의 성능 구현을 위한 적정 유량과 전해질의 농도를 맞추기가 어려워 RO 필터를 구비한 필터 시스템을 이용한 전해조 개발은 거의 이루어지지 않았다. 이러한 단점들 때문에 이온수 제조를 위한 필터 시스템은 주로 UF 필터를 장착한 정수시스템을 적용하여 연구, 개발되어 온 것이 대부분이다.
다시말해, 이온수기의 전해조는 물속에 적당량의 전해질이 함유되어 있어야 전해가 가능한데, RO 필터는 미네랄 등의 전해질 물질까지도 대부분을 여과하기 때문에 RO 필터를 적용함에 많은 문제점이 있었다.
이러한 필터 시스템을 적용할 경우 전해질이 농도가 낮아져 일반적인 UF 필터 시스템 조건에서 제대로 전해가 되지 않는 경우가 발생할 뿐만 아니라, RO 필터 시스템에서 정제되어 나오는 유량이 1LPM 이하여서 이온수기에 적용함에 많은 문제점이 있었다.
따라서, 종래 이온수기의 필터 시스템은 대부분 고급 필터 시스템을 적용하더라도, UF 필터 및 활성탄 등의 복합 필터 시스템을 채택하고 있으며, 그 밖에는 섬유상 활성탄 필터(ACF 필터) 혹은 활성탄 필터(AF 필터)로 여과하는 방식을 채택하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 이온수기에 RO 필터 시스템을 적용하더라도 전해조 내에서 전기분해가 원활하게 이루어지는 역삼투압 필터를 구비한 이온수기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이온수기에 RO 필터를 적용한 경우 정제되어 나오는 유량이 대략 1LPM(liter/min.) 이하여서 음용시 소비자의 이온수에 대한 추출량이 적은 문제점을 최소화한 역삼투압 필터를 구비한 이온수기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 역삼투압 필터를 구비한 이온수기는 역삼투압 필터를 구비한 필터부와, 상기 필터부에 연통되어 정수된 물을 알칼리수와 산성수로 전기분해하는 전해조와, 상기 전해조에 연통되어 전기분해된 이온수를 냉수 또는 온수로 저장하는 냉/온수탱크를 포함하여 구성되는 이온수기로서, 상기 필터부와 전해조 사이에 구비되며 상기 필터부에 연통되어 정수된 물이 임시 저장되는 정수탱크와, 상기 정수탱크에 연통되어 상기 전해조로 공급되는 정수된 물의 유량을 낮게 조절하는 펌프와, 상기 전해조와 냉/온수탱크 사이에 구비되며 상기 전해조에 연통되어 상기 전해조로부터 전기분해된 이온수 중 알칼리수가 저장되는 이온수탱크를 구비하여 낮은 유량의 정수된 물을 상기 전해조로 공급하여 상기 전해조에서 상기 정수된 물의 체류시간을 늘리고 충분한 전기에너지가 공급되도록 하여 전기분해가 원활하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
더욱 바람직하게는, 상기 전해조 내부의 전극에 인가하는 전류세기를 조절하여 약알칼리, 중알칼리, 강알칼리 중 어느 하나의 이온수를 선택적으로 추출하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역삼투압 필터를 구비한 이온수기를 상세하게 설명한다. 여기서, 도 1은 본 발명에 따른 역삼투압 필터를 구비한 이온수기의 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 역삼투압 필터(이하, 'RO 필터'라 함)를 구비한 이온수기는 필터부(10)와, 상기 필터부(10)에 연통되어 정수된 물이 임시 저장되는 정수탱크(20)와, 상기 정수탱크(20)에 연통되어 정수된 물을 전해조에 공급하는 펌프(30)와, 상기 펌프(30)에 연통되어 정수된 물을 알칼리수와 산성수로 전기분해하는 전해조(40)와, 상기 전해조(40)에 연통되어 전기분해된 이온수 중 알칼리수가 저장되는 이온수탱크(50)와, 상기 이온수탱크(50)에 연통되어 이온수를 냉수 또는 온수로 저장하는 냉/온수탱크(60)로 구성된다.
그리고, 상기 필터부(10)는 크게 전처리 필터(11), RO 필터(12), 포스트카본 필터(13)로 이루어지고, 상기 전처리 필터(11)는 원수의 부유물질 및 잔류 염소 등을 제거하고, RO 필터(12)는 원수에 포함된 중금속 및 이온 등을 제거하여 원수에 포함될 수 있는 유해물질을 제거하며, 마지막으로 은이 함유된 포스트카본 필터(30)를 통과하면서 잔류 유해물질을 제거함으로써 일반세균의 성장을 억제함과 동시에 물맛을 좋게 하는 역할을 수행하게 된다.
그리고, 상기 전처리 필터(11)와 상기 RO 필터(12) 사이에는 공급된 원수를 가압하여 상기 필터부(10)를 통해 원수가 공급되는 것을 도와주는 가압펌프(15)가 설치된다.
이하, 본 발명의 주요한 기술적 특징부에 대해 좀 더 상세히 설명하고자 한다.
즉, 상기 필터부(10)와 전해조(40) 사이에는 정수탱크(20)와 펌프(30)가 구비되는데, 상기 정수탱크(20)는 상기 필터부(10)에 연통되어 정수된 물이 임시 저장되며, 상기 펌프(30)는 상기 정수탱크(20)에 연통되어 상기 전해조(40)로 공급되는 유량을 낮게 조절하는 기능을 수행하게 된다.
즉, 필터부(10)를 통과하기 위해 가압펌프(15)에 의해 가압된 유량을 정수탱크(20)에서 임시로 저장하고, 이후 상기 펌프(30)에 의해 낮은 유량으로 전환시켜 전해조(40)로 공급하게 된다. 즉, 전해조(40) 내부를 통과할 때는 저속으로 통과하도록 한다.
한편, 전해조(40)에서 전기분해되어 분리된 산성수는 드레인관(45)을 통해 외부로 배출된다.
이러한 구성의 본 발명에 따른 역삼투압 필터를 구비한 이온수기의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 종래 UF 필터는 제균, 제탁의 목적으로 사용되며, 총용존 고형물(total dissolved solution; 이하 'TDS'라 함) 제거율은 거의 0%인 반면, RO 필터의 경우 제균, 제탁은 물론 TDS 제거율이 85∼95%를 나타낸다.
따라서, 본 발명의 이온수기처럼 필터부(10)에 RO 필터(12)를 적용한 경우, 상기 RO 필터(12)를 통과하면서 정수된 물은 TDS가 극히 낮기 때문에 전해조(40)에서 전기분해가 어렵게 된다.
이를 해결하기 위해 본 발명에서는 전해조(40)로 공급되는 유량을 대략 0.5∼0.8LPM으로 낮춰 정수된 물이 상기 전해조(40) 내부에서 체류하는 시간을 늘려주게 되고, 동시에 충분한 전기 에너지가 공급되도록 하여 전해질이 충분하지 않더라도 전기분해가 원활하게 이루어진다.
그리고, 전해조(40)로부터 전기분해된 이온수의 유량이 상대적으로 적어지는 불편을 최소화하기 위해 상기 전해조(40)로부터 공급되는 이온수 중 알칼리수가 이온수탱크(50)에 임시 저장됨으로써, 사용자의 음용시 이온수의 추출량을 증대시키게 된다.
따라서, 사용자가 최종적으로 이온수를 추출하고자 하는 경우 유량이 낮아 추출량이 적은 불편함을 해결할 수 있다.
한편, 이온수를 이온수탱크(50)로부터 바로 추출하기 보다는 냉수 또는 온수형태로 추출하고자 하는 경우 상기 이온수탱크(50)와 냉/온수탱크(60)를 서로 연결하여 상기 냉/온수탱크(60)를 통해 이온수가 추출되도록 한다.
그리고, 도면에서 점선 화살표로 표시된 바와 같이 전해조(40)를 통과한 이온수가 이온수탱크(50)를 통과하지 않고 곧바로 냉/온수탱크(60)로 유입되도록 하여 이온수를 추출할 수도 있을 것이다.
그리고, 상기 이온수의 추출의 경우 전해조(40) 내부의 전극에 전류의 인가세기를 단계적으로 변화시켜 사용자가 원하는 단계의 이온수를 추출할 수도 있다.
즉, 일반적으로 이온수의 경우 pH가 낮은 단계에서 높은 단계로 음용하기 때문에, 초기에는 전해조(40) 내부의 전극에 인가되는 전류의 세기를 낮게 설정하여 약알칼리가 이온수탱크(50) 또는 냉/온수탱크(60)에 저장되도록 하고, 이후 단계적으로 인가되는 전류의 세기를 높여 중알칼리, 강알칼리로 바꾸어 음용하게 된다.
따라서, 사용자는 이온수의 단계를 설정하여 점차적으로 사용자가 원하는 이온수를 섭취할 수 있게 된다.
상기된 바와 같은 본 발명에 따른 역삼투압 필터를 구비한 이온수기는 RO 필터로 인해 정수된 물에 포함된 전해질이 매우 낮더라도 전해조에서 전기분해가 원활하게 이루어지는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이온수기에 펌프를 적용한 경우 정제되어 나오는 유량이 1LPM(liter/min.) 이하인데, 별도의 이온수탱크 또는 냉/온수탱크를 구비하여 소비 자의 음용시 이온수의 추출량이 적은 문제점을 최소화시킬 수 있는 또 다른 효과가 있다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 역삼투압 필터를 구비한 필터부와, 상기 필터부에 연통되어 정수된 물을 알칼리수와 산성수로 전기분해하는 전해조와, 상기 전해조에 연통되어 전기분해된 이온수를 냉수 또는 온수로 저장하는 냉/온수탱크를 포함하여 구성되는 이온수기로서,
    상기 필터부와 전해조 사이에 구비되며 상기 필터부에 연통되어 정수된 물이 임시 저장되는 정수탱크와, 상기 정수탱크에 연통되어 상기 전해조로 공급되는 정수된 물의 유량을 낮게 조절하는 펌프와, 상기 전해조와 냉/온수탱크 사이에 구비되며 상기 전해조에 연통되어 상기 전해조로부터 전기분해된 이온수 중 알칼리수가 저장되는 이온수탱크를 구비하여 낮은 유량의 정수된 물을 상기 전해조로 공급하여 상기 전해조에서 상기 정수된 물의 체류시간을 늘리고 충분한 전기에너지가 공급되도록 하여 전기분해가 원활하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 역삼투압 필터를 구비한 이온수기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전해조 내부의 전극에 인가하는 전류세기를 조절하여 약알칼리, 중알칼 리, 강알칼리 중 어느 하나의 이온수를 선택적으로 추출하는 것을 특징으로 하는 역삼투압 필터를 구비한 이온수기.
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