KR100683880B1

KR100683880B1 - 은전해조, 정수기 시스템 및 이온수기 시스템

Info

Publication number: KR100683880B1
Application number: KR1020050089257A
Authority: KR
Inventors: 최혁
Original assignee: 위니아만도 주식회사
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2007-02-15

Abstract

본 발명은 스페이서가 개재된 양측 은전극을 스프링으로 가압하여 스페이서측에 탄성 밀착되도록 구성함으로써 은전극의 장기간 사용시 은전극의 소모로 인한 살균력 저하현상을 방지할 수 있는 은전해조, 이 은해조가 채용된 정수기 시스템 및 이온수기 시스템에 관한 것이다.

Description

은전해조, 정수기 시스템 및 이온수기 시스템{Electrolytic cell having silver electrode, water purifier system, and ion water purifier system}

도 1a은 종래의 이온 정수기를 도시한 사시도.

도 1b는 종래의 이온정수기용 전해조 구조를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 은전해조의 구조를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 본체 120a,120b : 제1,2전극

130 : 스페이서(spacer) 140 : 스프링

본 발명은 은전극의 장기간 사용시 은전극의 소모로 인한 물속 미생물의 살균력 저하를 방지할 수 있는 은전해조, 이 은해조가 채용된 정수기 시스템 및 이온수기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 정수기는 활성탄, 이온막 등을 구비하는 필터를 이용하여 물에 함유된 산화물, 중금속, 먼지 및 찌꺼기 등을 필터링하여 정화시키는 것으로서, 다양한 방식의 정수장치 등이 이용되어진다.

초창기의 정수기는 정수통에 활성탄을 적층시키고 이 정수통에 물을 부어서 자연정화가 되어지도록 하여 공급밸브를 통하여 정수를 공급하여 사용하였으나, 이러한 방식은 정수통의 내부를 자주 청소하지 않으면 이물질이 활성탄 혹은 정수통 내부에 적층되어서 정수된 물이 부패되어지는 문제점을 지닌다.

이를 개선하여 수돗물이 다수개의 전처리여과필터, 전처리활성탄필터, 역삼투막필터 및 후처리활성탄필터등의 다수개의 필터부재를 통하여 이동하면서 정수되도록 하는 역삼투압방식의 정수기가 많이 사용되고 있다.

최근에는 정수기에서 필터한 물을 재차 전해조를 사용하여 물을 전기분해하여 알칼리수를 음용수로 사용하고, 산성수를 미용수로 사용하도록 하는 이온수기가 널리 각광받고 있다.(대한민국 등록특허공보 제10-0484921호 참조)

한편, 도 1a는 종래의 이온수기에 장치되는 이온수 생성을 위한 전해조 구조를 보여주는 것이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 전해조의 단면구조를 개략적으로 보인 단면도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 전해조(B)의 내부에는 산성이온수를 만들기 위한 전극인 플러스전극판(+)이 마련된 양극실(41)과, 알칼리이온수를 만들기 위한 전극인 마이너스 전극판(-)이 마련된 음극실(40)을 갖추고 있으며, 물의 전해질을 분리 여과하여 이온수를 생성하는 전극판 및 격막(멤브레 인) 등이 형성되어 있다.

즉, 상기 음극실(40) 및 양극실(41)의 각 전극에 전압을 인가시키게 되면, 상기 양극실(41)에서는 수산이온이 환원되어 산소가스가 발생되므로 물 속의 수산이온이 소비되고, 이때 수산이온 이외의 염소, 인, 유황 등의 음이온은 산을 형성 하여 양극실(41)의 물은 산성을 띠게 된다.

그리고, 상기 음극실(40)에서는 수소이온이 환원되어 수소 가스가 발생되므로 물 속의 수소이온이 소비되고, 이때 수소이온 이외의 나트륨, 마그네슘, 칼슘 등의 양이온은 수소 이온쌍을 형성하여 음극실(40)의 용액은 알칼리성을 띠게 된다. 이렇게 생성된 알칼리이온수는 음료용으로 사용되고, 산성이온수는 피부미용이나 소독수로 사용되는 것이다.

한편, 정수기 또는 이온수기와 같이 수돗물을 원료수로 하여 제품수를 생산하는 장치에서는 수돗물 중에 포함되어 있는 잔류염소를 제거하기 위하여 활성탄을 충진한 필터를 사용하고 있다.

이러한 활성탄 필터는 잔류염소를 제거하는 동시에 수중에 존재하는 유기물질을 물리,화학적 흡착반응을 통해 제거할 수 있지만, 활성탄 필터 내부에 미세유기물질이 축적되어 농축된 상태로 있기 때문에 수돗물 중에 존재하는 미생물이 활성탄 필터에 유입되면 활성탄 필터에 축적되어 있던 유기물을 이용하여 급성장하게 되는 문제가 있었다.

이와 같은 문제점을 극복하고자 종래에는 활성탄에 은(銀)을 침착시킨 형태의 활성탄 필터를 사용하여 수조 또는 배관 내에 일정량의 은농도를 유지시켜 미생물의 성장을 억제토록 하는 시도가 있었다.

그러나, 상기와 같은 은 첨가 활성탄 필터의 경우 유체의 흐름에 의해 은이온 또는 미세 은가루가 용출되는 특징이 있기 때문에 은 첨가 활성탄 필터의 사용수명이 약 1개월 정도로 짧아 연속적인 항균효과를 보장할 수 없었고, 시간의 경과 에 따라 은농도를 항상 일정수준으로 유지하기가 어려워 효율적이지 못했던 문제가 있었다.

한편, 미생물의 살균효과가 있는 순도가 높은 은을 전극으로 사용하여 전기분해시 은전극으로부터 용출되는 은성분에 의해 물속에 존재하는 미생물의 살균을 유도하는 방법은 널리 알려져 있다.(등록실용공보 제0317827호)

즉, 전해조 내의 음극을 백금전극으로, 양극을 은전극으로 사용하여 전기분해시 은성분(은이온)이 용해되어 백금전극측으로 이동하여 그 표면에 달라붙는 과정에서 물속에 존재하는 미생물을 살균하게 되는 것이다. 이때, 은전극으로부터 용출되는 은성분의 양은 은전극에 인가되는 전류량에 따라 달라지게 된다.

그러나, 상기와 같은 은전극을 갖는 종래의 전해조는 장기간 동안 사용할 경우 전해작용에 따른 은전극으로부터의 은이온의 용출로 인해 은전극의 두께가 감소되어 양측 전극 사이의 거리가 줄어들기 때문에 은이온의 용출농도가 낮아져서 물속 미생물의 살균효과가 저하되는 문제가 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스페이서가 개재된 양측 은전극을 스프링으로 가압하여 스페이서측에 탄성 밀착되도록 구성함으로써 은전극의 장기간 사용시 은전극의 소모로 인한 미생물의 살균력 저하현상을 방지할 수 있는 은전해조와 이 은전해조를 채용한 정수기 시스템 및 이온수기 시스템을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 은전해조는 본체와; 본체 내에 설치되며, 적어도 어느 하나는 은성분을 함유하고 있는 제1전극과 제2전극을 포함하여 이루어지되, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에는 스페이서가 개재되고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 적어도 어느 하나를 상기 스페이서측으로 탄성 밀착시키는 탄성부재가 구비된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1,2전극에는 (+)/(-) 전류가 번갈아 인가되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이온수기 시스템은 활성탄 필터가 장착되고, 물을 전기분해하여 이온수를 생성하는 전해조가 구비된 이온수기에 있어서, 본체와; 본체 내에 설치되며, 적어도 어느 하나는 은성분을 함유하고 있는 제1전극과 제2전극을 포함하여 이루어지되, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에는 스페이서가 개재되고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 적어도 어느 하나를 상기 스페이서측으로 탄성 밀착시키는 탄성부재가 구비된 은전해조가 설치된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 은전해조는 상기 활성탄필터의 이 전 위치에 배치되도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정수기 시스템은 활성탄 필터가 장착된 정수기에 있어서, 본체와; 본체 내에 설치되며, 적어도 어느 하나는 은성분을 함유하고 있는 제1전극과 제2전극을 포함하여 이루어지되, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에는 스페이서가 개재되고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 적 어도 어느 하나를 상기 스페이서측으로 탄성 밀착시키는 탄성부재가 구비된 은전해조가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 일실시예에 따른 은전해조의 내부구조를 도시한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 은전해조는 본체(100)와, 상기 본체(100) 내에 일정 간격을 형성하며 배치되는 제1전극(120a)과 제2전극(120b), 상기 제1,2전극(120a)(120b) 사이에 배치되는 스페이서(spacer;130), 그리고 상기 제1,2전극(120a)(120b)을 상기 스페이서(130)측으로 밀어 주는 탄성부재인 스프링(140)을 포함하여 구성된다.

상기 제1,2전극(120a)(120b)은 고순도의 은성분이 함유된 은전극으로 이루어지며, 도시되지 않은 전원수단과 연결되어 (+)/(-) 전류가 인가된다.

그리고, 상기 제1,2전극(120a)(120b)은 본체(100) 내부에서 좌,우방향의 슬라이딩 유동이 가능하도록 배치되어 있다.

아울러, 상기 제1,2전극(120a)(120b)에는 도시되지 않은 제어부를 통해 (+)/(-) 전류가 번갈아 가며 인가될 수 있도록 되어 있다.

이렇게 되면, 은전해조의 작동시 양족에 있는 은전극으로부터 은이온을 번갈아가며 용출시킬 수 있으므로 은이온의 용출효율을 높일 수 있다.

그리고, 어느 일측의 은전극을 (-)극만으로 대전시켜 사용할 경우 은전극에 물속에 있는 불순한 양이온이 달라붙어 전기분해 효율을 저하시키게 되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

아울러, 어느 일측의 은전극을 (+)극만으로 대전시켜 사용할 경우 은이온의 계속적인 용출로 인해 (+)은전극이 (-)은전극이 서로 비대칭적으로 소모되는 것을 방지할 수 있다.

상기 스페이서(130)는 직사각형 프레임 형상을 가지며 상기 제1전극(120a)과 제2전극(120b) 사이에 개재되고, 상기 제1,2전극(120a)(120b) 사이가 항상 일정한 간격을 유지하도록 하는 기능을 담당한다.

이때, 상기 스페이서(130)는 본 실시예와 같이 프레임 형태로 형성하여 제1,2전극(120a)(120b)과 부분적으로 접촉되도록 할 수 있으나, 상기와 달리 판 형태로 형성하여 상기 제1,2전극(120a)(120b)과 전면적에 걸쳐 접촉되도록 할 수도 있다.

또한, 상기 스페이서(130)의 재질로는 테프론(Teflon)이 채용되지만, 상기 테프론 외에 반응성이 낮고 물에 용해되지 않으며 인체에 무해하고 전기전도성이 낮은 유사 재질이라면 어느 하나에 국한되지 않고 다양하게 변경 적용할 수 있다.

한편, 본체(100) 내에는 상기 제1,2전극(120a)(120b)에 탄성 압축력을 가하는 탄성부재인 스프링(140)이 구비된다.

구체적으로, 상기 스프링(140)은 일단이 본체(100)의 내부 측벽면상에 지지되고, 타단은 제1,2전극(120a)(120b)의 측면상에 지지되며, 상기 제1,2전극(120a)(120b)을 상기 스페이서(130)측으로 강제적으로 탄성 밀착시키는 기능을 담 당한다.

상술한 구성에 의하면, 제1,2전극(120a)(120b)의 장기간 사용에 따라 은이온의 용출로 인해 전극의 두께 감소가 진행될지라도, 본체(100)와 제1,2전극(120a)(120b) 사이에 지지된 스프링(140)의 탄성을 통해 상기 제1,2전극(120a)(120b)과 스페이서(130)가 지속적인 밀착상태로 유지되기 때문에 상기 제1,2전극(120a)(120b)은 스페이서(130)의 두께만큼 항상 일정한 이격 간극을 유지하게 된다. 이에 따라, 제1,2전극(120a)(120b)의 전해작용에 따른 은이온의 용출농도를 항상 일정하게 유지시킬 수 있고, 이에 따른 물속 미생물의 살균효과도 항상 일정하게 유지시킬 수 있는 것이다.

상기한 실시예에서는 제1,2전극(120a)(120b)을 모두 은전극으로 구성하였지만, 상기 제1,2전극(120a)(120b) 중에 어느 하나만을 은전극으로 사용하고 다른 하나는 은 이외의 다른 성분을 갖는 전극으로 대체 구성할 수도 있다.

그리고, 상기 실시예와 달리 상기 제1,2전극(120a)(120b) 중에서 어느 하나에는 항상 (+)전류만이 인가되도록 하고, 다른 하나에는 항상 (-)전류만이 인가되도록 구성할 수도 있다.

아울러, 상기 제1,2전극(120a)(120b) 중에서 어느 하나는 본체(100)에 대해 고정된 상태로 유지되고 다른 하나는 유동 가능한 상태로 유지되도록 구성할 수도 있으며, 이와 같은 경우 유동가능한 전극 측에만 별도의 스프링을 두어 구성할 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 이온수기 시스템은 전술된 실시예와 동일 한 은전해조를 채용하고 있다.

즉, 본발명의 이온수기 시스템은, 원수에 포함된 잔류염소 및 미세 유기물을 제거하는 활성탄 필터와 상기 활성탄 필터를 거쳐 유입되는 물을 전기분해하여 이온수를 생성하는 전해조가 구비되며, 전해작용를 통해 일정농도의 은이온을 용출시킬 수 있는 은전해조가 설치된다.

상기 은전해조는, 본체와, 상기 본체 내에 설치되며 적어도 어느 하나는 은성분을 함유하고 있는 제1전극과 제2전극을 포함하여 이루어지되, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에는 스페이서가 개재되고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 적어도 어느 하나를 상기 스페이서측으로 탄성 밀착시키는 스프링을 구비한다.

상기한 이온수기 시스템의 은전해조는 전술된 실시예와 동일한 은전해조를 채용하고 있는바, 은전해조의 구체적인 구성 및 그에 따라 구현되는 작용효과는 전술된 실시예를 참조하기로 하고 구체적인 설명은 생략한다.

그리고, 상기 은전해조는 활성탄 필터의 이 전 위치, 즉, 활성탄 필터의 입수측 배관상에 설치되도록 구성하는 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 은전해조는 침전필터와 상기 활성탄 필터 사이에 배치되도록 구성하는 것이 보다 바람직하다.

이렇게 되면, 은전해조에서 용출된 은이온을 통해 물 속의 미생물 등을 먼저 살균시킨 상태에서 활성탄 필터로 유입되도록 할 수 있고, 따라서, 활성탄 필터에 미세유기물질이 축적되는 것을 방지할 수 있기 때문에 활성탄 필터의 수명을 연장시킬 수 있다.

상기한 은전해조의 설치위치는 이온수기 시스템의 각 요소에 은전해조를 설치하여 다수 회에 걸쳐 일반세균기준 미생물 성장특성을 조사한 실험결과 가장 바람직한 효과를 도출한 설치위치이며, 이온수기의 내수압특성 및 시스템 운전에 가장 적합한 위치이기도 하다.

그리고, 상기 이온수기 시스템에는 출수콕을 통한 출수를 감지하여 사용자의 물 사용 여부를 감지할 수 있는 감지센서와, 상기 감지센서로부터 입력된 신호에 따라 상기 은전해조를 제어하는 제어부가 설치되어 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 정수기 시스템은 전술된 실시예와 동일한 은전해조를 채용하고 있다.

즉, 본 발명의 정수기 시스템은 원수에 포함된 잔류염소 및 미세 유기물을 제거하는 활성탄 필터가 구비되며, 전기분해를 통해 일정농도의 은이온을 용출시킬 수 있는 은전해조가 설치된다.

상기한 본 발명의 정수기 시스템 또한 전술한 실시예의 은전해조의 구성을 동일하게 채용하고 있는바, 상기 은전해조의 구체적인 구성 및 그에 따라 구현되는 작용효과는 전술된 실시예를 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 하지 않기로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명에 의하면, 은전해조 내의 은전극 사이에 스페이서를 개재하고 상기 은전극을 스페이서측으로 밀어주는 스프링을 구비함으로써, 은전극의 장기간 사용에 따른 두께 감소에도 상기 스프링 및 스페이서의 작용에 의해 상기 은전극 사이가 항상 일정한 이격 간극으로 유지되기 때문에 은전극의 전해작용에 따른 은이온의 용출농도를 항상 일정하게 유지시킬 수 있고, 물속 미생물의 살균효과도 항상 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 양쪽 은전극에 (+)/(-) 전류가 번갈아 인가되도록 구성하여, 은전해조의 구동시 양측 은전극으로부터 은이온을 번갈아가며 용출시킬 수 있으므로 은이온의 용출효율을 향상시킬 수 있다. 그리고, 어느 일측의 은전극을 (-)극만으로 대전시켜 사용할 경우 은전극에 물속에 있는 불순한 양이온이 달라붙어 전기분해 효율을 저하시키게 되는 현상을 방지할 수 있다. 아울러, 어느 일측의 은전극을 (+)극만으로 대전시켜 사용할 경우 은이온의 계속적인 용출로 인해 (+)은전극이 (-)은전극이 서로 비대칭적으로 소모되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 은전해조를 활성탄 필터의 이 전 위치에 배치한 구성에 따라, 은전극에서 용출된 은이온을 통해 물속의 미생물 등을 먼저 살균시킨 상태에서 활성탄 필 터로 유입되도록 하여 활성탄 필터에 미세유기물질이 축적되어 필터의 효율 및 수명을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.

Claims

적어도 어느 하나는 은성분을 함유하고 있는 제1전극 및 제2전극과;

상기 제1전극과 제2전극이 설치되는 은전해조 본체를 포함하여 이루어지되,

상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에는 스페이서가 개재되고,

상기 제1전극과 상기 제2전극 중 적어도 어느 하나를 상기 스페이서측으로 탄성 밀착시키는 탄성부재가 구비된 것을 특징으로 하는 은전해조.
제1항에 있어서, 상기 제1,2전극에는 (+)/(-) 전류가 번갈아 인가되는 것을 특징으로 하는 은전해조.
활성탄 필터가 장착되고, 물을 전기분해하여 이온수를 생성하는 전해조가 구비된 이온수기에 있어서,

본체와;

본체 내에 설치되며, 적어도 어느 하나는 은성분을 함유하고 있는 제1전극과 제2전극을 포함하여 이루어지되,

상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에는 스페이서가 개재되고,

상기 제1전극과 상기 제2전극 중 적어도 어느 하나를 상기 스페이서측으로 탄성 밀착시키는 탄성부재가 구비된 은전해조가 설치된 것을 특징으로 하는 이온수기 시스템.
제3항에 있어서, 상기 은전해조는 상기 활성탄필터의 이 전 위치에 배치되도록 구성한 것을 특징으로 하는 이온수기 시스템.
활성탄 필터가 장착된 정수기에 있어서,

본체와;

본체 내에 설치되며, 적어도 어느 하나는 은성분을 함유하고 있는 제1전극과 제2전극을 포함하여 이루어지되,

상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에는 스페이서가 개재되고,

상기 제1전극과 상기 제2전극 중 적어도 어느 하나를 상기 스페이서측으로 탄성 밀착시키는 탄성부재가 구비된 은전해조가 설치된 것을 특징으로 하는 정수기 시스템.