KR100947761B1 - 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온수기 내부의 잔류수를 배출시키기 위한 잔류수 배출관이 구비되고, 원수의 공급, 잔류수의 배출 및 정수의 배출을 선택적으로 수행할 수 있는 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기에 관한 것이다. 이를 위해, 원수가 공급되는 급수관(110); 원수를 정화하여 정수를 생성하는 정수필터(200); 정수가 이동하는 정수 공급관(120); 정수를 공급받아 알칼리수와 산성수를 생성하는 전해조(300); 정수 공급관(120)으로부터 분기되고, 정수필터(200)와 전해조(300)의 잔류수가 배출되는 잔류수 배출관(130); 정수 공급관(120)으로부터 분기되고, 정수가 배출되는 정수 배출관(140); 급수관(110), 급수관(110) 및 정수 배출관(140) 또는 잔류수 배출관(130)을 개방시킴과 동시에 나머지를 폐쇄시키는 3유로 개폐밸브(400, 400"); 및 전해조(300)와 3유로 개폐밸브(400, 400")를 제어하는 제어부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기가 제공된다.

이온수기, 알칼리수, 산성수, 밸브, 리니어액추에이터, 스텝모터, 급수, 배수, 정수

Description

3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기{Water ionizer having intergrated three way valve}

본 발명은 알칼리수와 산성수를 생성하는 이온수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이온수기 내부의 잔류수를 배출시키기 위한 잔류수 배출관이 구비되고, 원수의 공급, 잔류수의 배출 및 정수의 배출을 선택적으로 수행할 수 있는 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기에 관한 것이다.

일반적으로 이온수는 물을 전기분해하여 얻어지는 알칼리 환원수(이하, '알칼리수'라고 함)와 산성 산화수(이하, '산성수'라고 함)를 말한다. 알칼리수는 인체 체액의 pH농도와 비슷할 뿐만 아니라 물 분자의 클러스터(cluster)가 작기 때문에 신체흡수가 빠르고, 신진대사 및 노폐물 배출을 촉진하는 효과가 있다. 또한, 알칼리수는 활성수소가 풍부하여 노화와 각종 질병을 유발하는 활성산소를 제거하는 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 한편, 산성수는 살균력과 세척력이 우수하며 피부 미용에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 이온수의 효과들이 대중 에게 알려지고, 각종 이온수 생성장치(이하, '이온수기'라고 함)가 개발됨에 따라 이온수기의 보급율이 날로 늘고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 이온수기의 일반적인 구성을 나타내는 개략도이다. 종래의 일반적인 이온수기는 수도물, 지하수와 같은 원수(原水)를 정화하여 정수를 생성하는 정수필터(10)와, 정수를 전기분해하여 알칼리수와 산성수를 생성하는 전해조(20)를 구비한다. 이때, 정수필터(10)에 원수를 공급하는 급수관(1)과, 급수관(1)을 개폐하는 급수관 개폐밸브(2)가 구비된다. 그리고, 생성된 정수가 전해조(20)로 이동되는 정수관(3)과, 생성된 정수를 따로 음용하기 위해 정수관(3)으로부터 분기되는 정수 배출관(5)이 구비된다. 이때, 정수 배출관(5)이 정수관(3)으로부터 분기되는 위치에 방향제어밸브(4)가 설치되고, 정수필터(10)에서 생성된 정수는 방향제어밸브(4)에 의해 전해조(20) 또는 정수 배출관(5)으로 이동하게 된다. 그리고, 제어부(30)는 급수관 개폐밸브(2), 방향제어밸브(4) 및 전해조(20)를 제어하게 된다.

한편, 전해조(20) 내부에는 다수의 양극(+)판 및 음극(-)판이 구비되고, 이러한 전극판 사이에는 전기적 성질을 갖는 이온만을 통과시키는 격막이 구비된다. 전극판에 소정전압이 인가되면 양극판 주위에는 염화 이온, 황산 이온, 질산 이온 등과 같은 음이온이 모이게 되고, 산화반응이 일어나 산소가 생성된다. 그리고, 음극판 주위에는 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 나트륨 이온과 같은 양이온이 모이게 되고, 환원반응이 일어나 수소가 생성된다. 결국, 양극판에서는 산성수가 생성되고, 음극판에서는 알칼리수가 생성된다. 그리고, 생성된 이온수는 알칼리수 배출 관(8)과 산성수 배출관(9)을 통하여 배출된다.

이하, 종래기술에 따른 이온수기의 문제점을 살펴보기로 한다. 일반적으로 정수기와 같이 물을 취급하는 장치는 시간이 지남에 따라 물 속에 포함된 이물질로 인해 물때가 끼게 된다. 특히, 이온수기는 원수의 공급이 차단된 경우 정수필터(10), 정수관(3) 및 전해조(20)에 잔류하는 물(이하, '잔류수'라고 함)에 의해 물때의 생성이 심화된다. 전해조(20)에서 생성되는 물때는 전극판 표면을 덮어 전해효율을 저하시키고, 격막의 미세기공을 막아서 이온의 분리가 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다.

또한, 이온수기 내부에 물때가 제거되지 않고 쌓이게 되면 물살에 휩쓸려 이물질 덩어리가 떨어져 나오는 경우가 있다. 이는 이온수기의 신뢰도에 치명적인 손상을 입힐 수 있다. 더욱이 이온수기 내부에 정체된 잔류수는 각종 세균이 증식하기 쉽고, 결국 오염된 알칼리수를 음용하게 되는 문제점이 있다.

한편, 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래의 이온수기에 잔류수 배출을 위한 별도의 잔류수 배출관이 설치될 수 있다. 이러한 경우 잔류수를 배출시키기 위한 펌프와, 잔류수 배출관을 개폐하기 위한 밸브를 추가하는 것을 생각해 볼 수 있다. 그러나, 이러한 경우 펌프 및 다수의 밸브가 설치되어 이온수기가 내부 및 제어부(30)가 복잡해지고, 이온수기가 커질 수밖에 없다. 또한, 이온수기의 제조비용이 증대되는 불리한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 이온수기를 사용하지 않는 경우 잔류수를 즉시 배출시킴으로써 물때 생성으로 인한 전해효율의 감소와 세균증식으로 인한 이온수의 오염을 방지할 수 있는 이온수기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하나의 밸브를 사용하여 원수의 공급, 잔류수의 배출 및 정수의 배출을 효율적으로 수행할 수 있는 이온수기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 원수가 공급되는 급수관(110); 원수를 정화하여 정수를 생성하는 정수필터(200); 정수가 이동하는 정수 공급관(120); 정수를 공급받아 알칼리수와 산성수를 생성하는 전해조(300); 정수 공급관(120)으로부터 분기되고, 정수필터(200)와 전해조(300)의 잔류수가 배출되는 잔류수 배출관(130); 정수 공급관(120)으로부터 분기되고, 정수가 배출되는 정수 배출관(140); 급수관(110), 급수관(110) 및 정수 배출관(140) 또는 잔류수 배출관(130)을 개방시킴과 동시에 나머지를 폐쇄시키는 3유로 개폐밸브(400, 400"); 및 전해조(300)와 3유로 개폐밸브(400, 400")를 제어하는 제어부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기에 의해 달성될 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 이온수기에 있어서, 정수 공급관(120)은 정수필터(200) 및 전해조(300)의 하부에 양단이 각각 연결되고, 잔류수 배출관(130)은 잔류수가 배출되는 말단이 정수 공급관(120)으로부터 분기되는 곳보다 낮은 곳에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이온수기에 있어서, 3유로 개폐밸브(400)는 제어부(500)와 연결된 리니어 액추에이터(410); 소정길이를 갖는 실린더(421)와, 실린더(421)의 길이방향 일측부와 각각 연통되고, 원수가 유입 또는 유출되도록 급수관(110a, 110b)과 연결되는 제1 유입공(422) 및 제1 유출공(423)과, 실린더(421)의 길이방향 타측부와 각각 연통되고, 잔류수가 유입 또는 유출되도록 잔류수 배출관(130a, 130b)과 연결되는 제2 유입공(424) 및 제2 유출공(425)과, 실린더(421)의 길이방향 중간부와 각각 연통되고, 정수가 유입 또는 유출되도록 정수 배출관(140a, 140b)과 연결되는 제3 유입공(426) 및 제3 유출공(427)이 형성된 실린더부(420); 및 리니어 액추에이터(410)에 의해 전진 또는 후퇴하는 피스톤로드(435)와, 피스톤로드(435)의 말단부에 고정되어 급수관(110a, 110b), 잔류수 배출관(130a, 130b) 또는 정수 배출관(140a, 140b)을 개폐하는 제1 피스톤(431)과, 피스톤로드(435)의 중간부에 고정되고, 급수관(110) 및 정수 배출관(140)이 개방된 경우 원수와 정수가 섞이는 것을 방지하는 제2 피스톤(433)을 구비한 피스톤부(430);로 구성된다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이온수기에 있어서, 3유로 개폐밸브(400")는 제어부(500)와 연결된 스텝모터(410"); 소정길이를 갖는 실린더(421")와, 서로 대향한 상태에서 상기 실린더(421")의 길이방향 일측부와 각각 연통되고, 원수가 유입 또는 유출되도록 급수관(110a, 110b)과 연결되는 제1 유입공(422") 및 제1 유출공(423")과, 서로 대향한 상태에서 실린더(421)의 길이방향 타측부와 각각 연통되고, 잔류수가 유입 또는 유출되도록 잔류수 배출관(130a, 130b)과 연결되는 제2 유입공(424") 및 제2 유출공(425")과, 서로 대향한 상태에서 실린더(421)의 길이방향 중간부와 각각 연통되고, 정수가 유입 또는 유출되도록 정수 배출관(140a, 140b)과 연결되는 제3 유입공(426") 및 제3 유출공(427")이 형성된 실린더부(420"); 및 제1 유입공(422")과 제1 유출공(423")을 연통시키는 제1 유로(432")와, 제2 유입공(424")과 제2 유출공(425")을 연통시키는 제2 유로(434")와, 제3 유입공(426")과 제3 유출공(427")을 연통시키는 제3 유로(436")가 형성되고, 스텝모터(410")에 의해 실린더(421) 내부에서 회전하는 원통형 회전체(430");로 구성된다.

이때, 실린더부(420")는 제1 유입공(422")과 제1 유출공(423")을 잇는 가상선, 제2 유입공(424")과 제2 유출공(425)을 잇는 가상선 및 제3 유입공(426")과 제3 유출공(427")을 잇는 가상선이 평행하도록 형성되고, 원통형 회전체(430")는 제1 유로(432"), 제2 유로(434") 및 제3 유로(436")가 각각 ＋, ×, － 형상을 갖는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이온수기는 펌프를 사용하지 않고서도 잔류수를 효율적으로 배출시킬 수 있는 배수구조를 구비하고 있다. 그리고, 이온수기를 사용하지 않는 경우 잔류수가 즉시 배출시킴으로써 물때 생성으로 인한 전해효율의 저하를 방지할 수 있고, 세균증식으로 인한 이온수의 오염을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이온수기는 3유로 개폐밸브를 구비하여 원수의 공급, 잔류수 및 정수의 배출을 효율적으로 제어할 수 있다. 이로 인해 3개의 밸브를 따로 설치하게 됨에 따라 발생하는 제조비용의 낭비 및 구조적인 복잡성을 방지할 수 있다. 또한, 설치되는 밸브의 갯수가 줄어들게 되어 밸브의 고장으로 인한 수리 및 교체의 수고를 덜 수 있는 이점이 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용한다.

[제1 실시예 ]

먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기의 구성에 대하여 살펴본다.

도 2는 본 발명에 따른 이온수기의 전체적인 구성을 나타내는 개략도이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 이온수기(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 대략 정수필터(200), 전해조(300), 3유로 개폐밸브(400)가 구비되고, 이들은 급수관(110), 정수관(120), 잔류수 배출관(130), 정수 배출관(140)을 통해 연결된다. 그리고, 3유로 개폐밸브(400)와 전해조(300)를 제어하는 제어부(500)를 구비하고 있다.

급수관(110)은 일단이 수도꼭지 등과 연결되어 수도물, 지하수, 물탱크에 저장된 물과 같은 원수가 공급된다. 그리고, 타단은 정수필터(200)와 연결된다. 급수관(110)의 중간부에는 3유로 개폐밸브(400)가 설치되고, 이에 의해 유로가 개방되거나 폐쇄된다. 이때, 급수관(110)은 3유로 개폐밸브(400)를 중심으로 원수가 유입되는 제1 급수관(110a)과, 정수필터(200)와 연결되는 제2 급수관(110b)으로 구분할 수 있다.

정수필터(200)는 급수관(110)과 연결되고, 원수에 포함된 염소성분, 불순물, 세균 등을 걸러내어 정수를 생성시키는 역할을 한다. 정수필터(200)는 이온수기에 일반적으로 사용하는 중공사막 방식의 필터이다. 중공사막 방식은 활성탄 등에 형성된 미세 기공을 통해 불순물을 걸러내고 미네랄은 통과시키게 된다.

정수관(120)은 양단이 정수필터(200)와 전해조(300)의 하부에 각각 연결된다. 이온수기(100)가 가동되는 경우 정수관(120)을 통해 정수가 이동하게 되고, 이온수기(100)가 사용되지 않는 경우 정수필터(200)와 전해조(300)의 잔류수가 이동하게 된다.

전해조(300)는 정수관(120)을 통해 정수를 공급받아 알칼리수와 산성수를 생성하는 역할을 한다. 전해조(300) 내부에는 다수의 양극(+)판 및 음극(-)판이 구 비되고, 전극판 사이에는 격막이 구비된다. 전해조(300)는 생성된 이온수가 각각 배출되는 알칼리수 배출관(150)과 산성수 배출관(160)을 구비한다.

잔류수 배출관(130)은 일단이 정수관(120)의 중간부에 연결되고, 잔류수가 타단으로 배출되는 구조를 갖는다. 이때, 잔류수 배출관(130)의 타단은 정수관(120)의 일단(정수관(120)으로부터 분기되는 곳)보다 낮은 곳에 위치하도록 설치된다. 그리고, 잔류수 배출관(130)의 중간부에는 급수관(110) 및 정수 배출관(140)을 함께 개폐하는 3유로 개폐밸브(400)가 설치된다. 잔류수 배출관(130)은 3유로 개폐밸브(400)를 중심으로 정수관(120)에서 분기되는 제1 잔류수 배출관(130a)과, 잔류수가 최종 배출되는 제2 잔류수 배출관(130b)으로 구분할 수 있다.

정수 배출관(140)은 일단이 정수관(120)의 중간부에 연결되고, 정수가 타단으로 배출되는 구조를 갖는다. 이때, 정수 배출관(140)의 타단은 정수관(120)의 일단(정수관(120)으로부터 분기되는 곳)보다 낮은 곳에 위치하도록 설치된다. 그리고, 정수 배출관(140)의 중간부에는 3유로 개폐밸브(400)가 설치된다. 정수 배출관(140)은 3유로 개폐밸브(400)를 중심으로 정수관(120)에서 분기되는 제1 정수 배출관(140a)과, 정수가 최종 배출되는 제2 정수 배출관(140b)으로 구분할 수 있다.

3유로 개폐밸브(400)는 급수관(110), 잔류수 배출관(130) 및 정수 배출관(140)의 개폐밸브를 일체형으로 한 것이다. 본 실시예에 따른 3유로 개폐밸브(400)는 제어부(500)에 의해 급수관(110), 급수관(110) 및 정수 배출관(140) 또 는 잔류수 배출관(130)을 개방시킴과 동시에 나머지를 폐쇄하도록 구성된다. 3유로 개폐밸브(400)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 리니어 액추에이터(410), 실린더부(420) 및 피스톤부(430)로 구성된다.

리니어 액추에이터(410)는 제어부(500)에 의해 인가된 전압의 극성 및 세기에 따라 피스톤부(430)를 선형 구동시키는 역할을 한다. 리니어 액추에이터(410)는 회전식 모터 및 랙· 피니언 기구가 구비된 액추에이터일 수 있고, 자체로 선형구동이 가능한 리니어 모터일 수 있다. 또한, 코일 및 가동자를 구비한 솔레노이드일 수도 있다.

실린더부(420)는 전체적으로 원기둥 형상을 갖고, 리니어 액추에이터(410)의 하측에 설치된다. 실린더부(420)는 원기둥 형상의 중공부인 실린더(421)가 내부에 형성된다. 그리고, 실린더(421)의 길이방향 일측부, 즉 실린더(421)의 상부와 각각 연통되는 제1 유입공(422) 및 제1 유출공(423)이 형성된다. 이때, 제1 급수관(110a)과 제2 급수관(110b)은 제1 유입공(422)과 제1 유출공(423)에 각각 연결된다. 그리고, 실린더(421)의 길이방향 타측부, 즉 실린더(421)의 하부에 각각 연통되는 제2 유입공(424) 및 제2 유출공(425)이 형성된다. 이때, 제1 잔류수 배출관(130a)과 제2 잔류수 배출관(130b)은 제2 유입공(424)과 제2 유출공(425)에 각각 연결된다. 그리고, 실린더(421)의 중간부에 각각 연통되는 제3 유입공(426) 및 제3 유출공(427)이 형성된다. 이때, 제1 정수 배출관(140a)과 제2 정수 배출관(140b)은 제3 유입공(426)과 제3 유출공(427)에 각각 연결된다.

피스톤부(430)는 제1 및 제2 피스톤(431, 433)과 피스톤로드(435)로 구성되 어 실린더(421)에 내설된다. 제1 및 제2 피스톤(431, 433)은 외측면에 패킹이 형성되고, 실린더(421)에 밀착하여 설치된다. 제1 피스톤(431)은 피스톤로드(435)의 말단부에 고정되어 급수관(110a, 110b), 잔류수 배출관(130a, 130b) 또는 정수 배출관(140a, 140b)을 개폐한다. 그리고, 제2 피스톤(433)은 급수관(110a, 110b) 및 정수 배출관(140a, 140b)이 개방된 경우 원수와 정수가 섞이는 것을 방지할 수 있도록 피스톤로드(435)의 중간부에 고정된다.

제어부(500)는 전해조(300)와 3유로 개폐밸브(400)를 제어한다. 제어부(500)는 생성되는 이온수의 pH 농도를 조절할 수 있도록 전해조(300)의 전극판에 인가되는 전압의 세기를 조절할 수 있다. 또한, 제어부(500)는 리니어 액추에이터(410)에 인가되는 전압의 극성 및 세기를 조절함에 따라 피스톤부(430)를 3단계로 전진 또는 후퇴시키게 된다. 한편, 이온수기(100)가 장시간 동안 가동하게 되면 전해조(300)의 음극판에 칼슘, 마그네슘 등이 석출되는 도금현상에 의해 전해조(300)의 전해효율이 저하되는 문제가 발생한다. 이를 위해 제어부(500)는 전해조(300)의 전극판에 반대 극성의 전압을 주기적으로 인가함으로써 역전 세정이 가능하도록 구성될 수 있다.

이하, 상술된 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 이온수기(100)의 원수 공급상태를 설명한다. 사용자가 이온수를 얻기 위해 이온수기(100)의 이온수 생성버튼을 누르게 되면 3유로 개폐밸브(400)는 다음 과 같이 급수관(110)을 개방하고, 잔류수 배출관(130) 및 정수 배출관(140)을 차단하게 된다.

도 3a는 3유로 개폐밸브(400)의 원수 공급상태를 도시한 단면도이다. 즉, 3유로 개폐밸브(400)는 제1 피스톤(431)이 제2 유입공 및 유출공(424, 425)과 제3 유입공 및 유출공(426, 427)을 막게 되어 잔류수 배출관(130a, 130b) 및 정수 배출관(140a, 140b)이 차단된다. 한편, 제1 유입공(422), 실린더(421) 및 제1 유출공(423)은 연통되므로 급수관(110a, 110b)이 개방되고, 원수의 공급이 이루어진다.

급수관(110)을 통해 공급된 원수는 도 2에 도시된 바와 같이 정수필터(200)에 유입된다. 정수필터(200)는 원수로부터 염소 성분, 기타 불순물을 걸러내고, 정수를 계속적으로 생성하게 된다. 이때, 정수필터(200)는 중공사막 방식의 필터이기 때문에 미네랄 성분은 제거되지 않는다.

이후, 정수필터(200)에서 생성된 정수는 정수관(120)을 거쳐 전해조(300)에 유입된다. 전해조(300)는 제어부(500)에 의해 소정전압을 인가받아 정수를 전기분해한다. 이에 따라 전해조(300)에서 알칼리수와 산성수가 연속적으로 생성되고, 이들은 알칼리수 배출관(150)과 산성수 배출관(160)을 통하여 배출된다.

다음으로, 이온수기(100)의 정수 배출상태를 설명한다. 사용자가 정수 생성버튼을 누르게 되면 3유로 개폐밸브(400)는 다음과 같이 급수관(110) 및 정수 배출관(140)을 개방하고, 잔류수 배출관(130)을 차단하게 된다.

도 3b는 3유로 개폐밸브(400)의 정수 배출상태를 도시한 단면도이다. 즉, 리니어 액추에이터(410)에 의해 피스톤로드(425)가 전진하게 되어 제1 피스톤(431)이 제2 유입공(424) 및 제2 유출공(425)을 막게 되고, 잔류수 배출관(130a, 130b)이 차단된다. 또한, 제1 유입공 및 유출공(422, 423)과 제3 유입공 및 유출공(426, 427)이 실린더(421)와 연통되므로 급수관(110a, 110b) 및 정수관(130a, 130b)이 개방된다. 이때, 제2 피스톤(433)은 실린더(421)의 제1 유입공 및 유출공(422, 423)과 제3 유입공 및 유출공(426, 427) 사이에 위치하게 되어 원수와 정수가 섞이는 것을 방지한다. 따라서, 정수필터(200)에서 정화된 정수는 정수관(120)에서 분기된 정수 배출관(140a, 140b)을 통해 배출되고, 전해조(300)로 이동하지 않는다.

다음으로, 이온수기(100)의 잔류수 배출상태를 설명한다. 사용자가 이온수 또는 정수를 얻은 후 이온수기(100)의 종료버튼을 누르게 되면 3유로 개폐밸브(400)는 다음과 같이 급수관(110) 및 정수 배출관(140)을 차단하고, 잔류수 배출관(130)을 개방하게 된다.

도 3c는 3유로 개폐밸브(400)의 잔류수 배출상태를 도시한 단면도이다. 즉, 리니어 액추에이터(410)에 의해 피스톤로드(425)가 최대로 후퇴하게 되고, 제1 피스톤(431)이 제1 유입공 및 유출공(422, 423)과, 제3 유입공 및 유출공(426, 427)을 막게 되어 급수관(110a, 110b) 및 정수 배출관(140a, 140b)이 차단된다. 한편, 제2 유입공(424), 실린더(421) 및 제2 유출공(425)은 연통되므로 잔류수 배출관(130a, 130b)이 개방되고, 잔류수의 배출이 이루어진다.

따라서, 이온수기(100)의 이온수 또는 정수 생성이 종료된 경우 이온수 기(100) 내부의 잔류수가 즉시 배출되는 것이다.한편, 본 실시예에 따른 이온수기(100)는 다음과 같은 이유로 이온수기(100) 내부의 잔류수가 완전 배출된다. 즉, 잔류수 배출관(130)의 말단이 잔류수 배출관(130)의 분기점보다 낮은 곳에 위치하므로 잔류수 배출관(130)에 있는 잔류수가 이온수기(100) 외부로 배출된다. 그리고, 정수관(120)은 양 끝단이 정수필터(200)의 하부와 전해조(300)의 하부와 연결되어 있기 때문에 정수필터(200) 및 전해조(300) 내부의 모든 잔류수가 정수관(120)을 거쳐 잔류수 배출관(130)으로 배출될 수 있는 것이다. 결국, 별도의 펌프를 구비시키지 않고서도 이온수기(100) 내부의 모든 잔류수를 신속하게 배출시킴으로써 물때 생성으로 인한 전해효율의 저하를 방지할 수 있고, 세균증식으로 인한 이온수의 오염을 최소화할 수 있게 된다.

[제2 실시예 ]

다음으로, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 이온수기(100")는 도 2에 도시된 바와 같이 대략 정수필터(200), 전해조(300), 3유로 개폐밸브(400"), 급수관(110), 정수관(120), 잔류수 배출관(130), 정수 배출관(140) 및 제어부(500)로 구성된다. 본 실시예에 따른 이온수기(100")는 3유로 개폐밸브(400")를 제외한 나머지 구성들은 제1 실시예와 동일하므로 3유로 개폐밸브(400")에 대해서만 설명하기로 한다.

도 4a 본 발명의 제2 실시예에 따른 3유로 개폐밸브의 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 A-A선, A'-A'선 및 A"-A"선을 자른 단면을 각각 도시한 도면이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3유로 개폐밸브의 구성 및 작동을 설명하기 위한 단면도이다. 본 실시예에 따른 3유로 개폐밸브(400")는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 스텝모터(410"), 실린더부(420") 및 원기둥형 회전체(430")로 구성되는 전동밸브이다.

스텝모터(410")는 제어부(500)와 연결되고, 입력 펄스 값에 대응하여 회전자(413")를 일정 각도씩 회전시킬 수 있는 모터이다. 스텝모터(410")는 종래의 일반적인 기술이 적용되므로 상세한 설명은 생략한다. 한편, 본 실시예에 따른 스텝모터(410")는 45°의 스텝각을 갖는다.

실린더부(420")는 스텝모터(410")의 하측에 설치된다. 실린더부(420")는 원기둥 형상의 중공부인 실린더(421")가 내부에 형성된다. 그리고, 실린더(421")의 길이방향 일측부, 즉 실린더(421")의 상부와 각각 연통되는 제1 유입공(422") 및 제1 유출공(423")이 형성된다. 이때, 제1 유입공(422")과 제1 유출공(423")은 실린더(421")를 중심으로 서로 대향한다. 그리고, 제1 급수관(110a)과 제2 급수관(110b)은 제1 유입공(422")과 제1 유출공(423")에 각각 연결된다. 한편, 실린더(421")의 길이방향 타측부, 즉 실린더(421")의 하부에 각각 연통되는 제2 유입공(424") 및 제2 유출공(425")이 형성된다. 이때, 제1 잔류수 배출관(130a)과 제2 잔류수 배출관(130b)은 제2 유입공(424")과 제2 유출공(425")에 각각 연결된다. 이때, 제2 유입공(424")과 제1 유출공(425")은 실린더(421")를 중심으로 서로 대향한다. 한편, 실린더421")의 길이방향 중간부에 각각 연통되는 제3 유입공(426") 및 제3 유출공(427")이 형성된다. 이때, 제1 정수 배출관(140a)과 제2 정수 배출관(140b)은 제3 유입공(426")과 제3 유출공(427")에 각각 연결된다. 이때, 제3 유입공(424")과 제3 유출공(425")은 실린더(421")를 중심으로 서로 대향한다.

본 실시예에 따른 실린더부(420")는 후술될 원기둥형 회전체(430")의 제1, 제2 및 제3 유로(432", 434", 436")와의 연결을 위해 제1 유입공(422")과 제1 유출공(423")을 잇는 가상선, 제2 유입공(424")과 제2 유출공(425)을 잇는 가상선 및 제3 유입공(426")과 제3 유출공(427")을 잇는 가상선이 평행하도록 형성된다.

원기둥형 회전체(430")는 외측면에 패킹이 형성되고, 실린더(421") 내부에 밀착하여 설치된다. 그리고, 원기둥형 회전체(430")는 스텝모터(410")의 회전자를 회전축으로 하여 소정각도씩 회전하게 된다.

원기둥형 회전체(430")는 상부에 실린더부(420")의 제1 유입공(422") 및 제1 유출공(423")과 연통될 수 있도록 제1 유로(432")가 관통 형성된다. 이때, 제1 유로(432")는 도 4b 및 5a에 도시된 바와 같이 2개의 유로(432a", 432b")가 십자형(＋)으로 형성된다. 그리고, 원기둥형 회전체(430")의 하부에는 제2 유입공(424") 및 제2 유출공(425")과 연통될 수 있도록 제2 유로(434")가 관통 형성된다. 이때, 제2 유로(434")는 도 4b 및 도 5c에 도시된 바와 같이 2개의 유로(434a", 434b")를 구비하고, 제2 유로(434")는 상술된 제1 유로(432a", 432b")를 45°회전시킨 엑스자형(×)으로 형성된다. 그리고, 원기둥형 회전체(430")의 중간부에는 제2 유입공(426") 및 제2 유출공(427")과 연통되는 제3 유로(436")가 관통 형성된다. 이때, 제3 유로(436")는 제1 유로(432a", 432b") 중 하나의 유로와 평행한 일자형 (－)으로 형성된다. 따라서, 원기둥형 회전체(430")가 45°씩 회전함에 따라 제1 유로(432"), 제2 유로(434") 및 제3 유로(436")가 각각 급수관(110a, 110b), 류수 배출관(130a, 130b) 및 정수 배출관(140a, 140b)을 개폐할 수 있는 구조를 갖게 된다.

이하, 제2 실시예에 따른 3유로 개폐밸브(400")의 작동에 대해서 설명한다. 도 4b 및 5a는 3유로 개폐밸브(400")의 원수 공급상태를 도시한 단면도이다. 본 실시예에 따른 3유로 개폐밸브(400")는 원수 공급상태에서 급수관(110a, 110b)을 개방하고, 잔류수 배출관(130a, 130b) 및 정수 배출관(140a, 140b)을 차단하게 된다. 즉, 원기둥형 회전체(430")는 제1 유로(432a")가 실린더부(420")의 제1 유입공(422") 및 제1 유출공(423")을 연통시킴에 따라 급수관(110a, 110b)을 개방하게 된다. 이때, 제2 유입공 및 유출공(424", 425")과 제3 유입공 및 유출공(426", 427")은 원기둥형 회전체(430")에 의해 막혀서 잔류수 배출관(130a, 130b) 및 정수 배출관(140a, 140b)은 차단된다.

도 5b는 3유로 개폐밸브(400")의 정수 배출상태를 도시한 단면도이다. 도 5a의 상태에서 원기둥형 회전체(430")가 스텝모터(410")에 의해 45°회전하면 제1 유로(432a")가 실린더부(420")의 제1 유입공(422")과 제1 유출공(423")을 연통시키고, 제3 유로(436")가 제3 유입공(426")과 제3 유출공(427")을 연통시키게 됨에 따라 급수관(110a, 110b)과 정수 배출관(140a, 140b)이 개방된다. 이때, 제2 유입공(424")과 제2 유출공(425")은 원기둥형 회전체(430")에 의해 막혀서 잔류수 배출 관(130a, 130b)은 차단된다.

도 5c는 3유로 개폐밸브(400")의 잔류수 배출상태를 도시한 단면도이다. 도 5b의 상태에서 원기둥형 회전체(430")가 스텝모터(410")에 의해 45° 회전하면 제2 유로(434a")가 실린더부(420")의 제2 유입공(424")과 제2 유출공(425")을 연통시키게 됨에 따라 잔류수 배출관(130a, 130b)이 개방된다. 이때, 제1 유입공 및 유출공(422", 423")과 제3 유입공 및 유출공(426", 427")은 원기둥형 회전체(430")에 의해 막혀서 잔류수 배출관(130a, 130b)은 차단되는 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 이온수기의 일반적인 구성을 나타내는 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 이온수기의 전체적인 구성을 나타내는 개략도.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3유로 개폐밸브의 구성 및 작동을 설명하기 위한 단면도.

도 4a 본 발명의 제2 실시예에 따른 3유로 개폐밸브의 사시도.

도 4b는 도 4a의 A-A선, A'-A'선 및 A"-A"선을 자른 단면을 각각 도시한 도면.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3유로 개폐밸브의 구성 및 작동을 설명하기 위한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100, 100" : 이온수기 110 : 급수관

120 : 정수관 130 : 잔류수 배출관

140 : 정수 배출관 150 : 알칼리수 배출관

160 : 산성수 배출관 200 : 정수필터

300 : 전해조 400, 400" : 3유로 개폐밸브

410 : 리니어 액추에이터 410" : 스텝모터

420, 420" : 실린더부 421, 421" : 실린더

422, 422" : 제1 유입공 423, 423" : 제1 유출공

424, 424" : 제2 유입공 425, 425" : 제2 유출공

426, 426" : 제3 유입공 427, 427" : 제3 유출공

430 : 피스톤부 431 : 제1 피스톤

433 : 제2 피스톤 435 : 피스톤로드

430" : 원통형 회전체 432" : 제1 유로

434" : 제2 유로 436" : 제3 유로

500 : 제어부

Claims (5)

1. 원수가 공급되는 급수관(110);

   상기 원수를 정화하여 정수를 생성하는 정수필터(200);

   상기 정수가 이동하는 정수 공급관(120);

   상기 정수를 공급받아 알칼리수와 산성수를 생성하는 전해조(300);

   상기 정수 공급관(120)으로부터 분기되고, 상기 정수필터(200)와 상기 전해조(300)의 잔류수가 배출되는 잔류수 배출관(130);

   상기 정수 공급관(120)으로부터 분기되고, 상기 정수가 배출되는 정수 배출관(140);

   상기 급수관(110), 상기 급수관(110) 및 상기 정수 배출관(140) 또는 상기 잔류수 배출관(130)을 개방시킴과 동시에 나머지를 폐쇄시키는 3유로 개폐밸브(400); 및

   상기 전해조(300)와 상기 3유로 개폐밸브(400)를 제어하는 제어부(500);를 포함하고, 그리고

   상기 3유로 개폐밸브(400)는

   상기 제어부(500)와 연결된 리니어 액추에이터(410);

   소정길이를 갖는 실린더(421)와,

   상기 실린더(421)의 길이방향 일측부와 각각 연통되고, 상기 원수가 유입 또는 유출되도록 상기 급수관(110a, 110b)과 연결되는 제1 유입공(422) 및 제1 유출공(423)과,

   상기 실린더(421)의 길이방향 타측부와 각각 연통되고, 상기 잔류수가 유입 또는 유출되도록 상기 잔류수 배출관(130a, 130b)과 연결되는 제2 유입공(424) 및 제2 유출공(425)과,

   상기 실린더(421)의 길이방향 중간부와 각각 연통되고, 상기 정수가 유입 또는 유출되도록 상기 정수 배출관(140a, 140b)과 연결되는 제3 유입공(426) 및 제3 유출공(427)이 형성된 실린더부(420); 및

   상기 리니어 액추에이터(410)에 의해 전진 또는 후퇴하는 피스톤로드(435)와,

   상기 피스톤로드(435)의 말단부에 고정되어 상기 급수관(110a, 110b), 상기 잔류수 배출관(130a, 130b) 또는 상기 정수 배출관(140a, 140b)을 개폐하는 제1 피스톤(431)과,

   상기 피스톤로드(435)의 중간부에 고정되고, 상기 급수관(110) 및 상기 정수 배출관(140)이 개방된 경우 상기 원수와 상기 정수가 섞이는 것을 방지하는 제2 피스톤(433)을 구비한 피스톤부(430);로 구성된 것을 특징으로 하는 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 정수 공급관(120)은 상기 정수필터(200) 및 상기 전해조(300)의 하부에 양단이 각각 연결되고,

   상기 잔류수 배출관(130)은 상기 잔류수가 배출되는 말단이 상기 정수 공급 관(120)으로부터 분기되는 곳보다 낮은 곳에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기.
3. 삭제
4. 원수가 공급되는 급수관(110);

   상기 원수를 정화하여 정수를 생성하는 정수필터(200);

   상기 정수가 이동하는 정수 공급관(120);

   상기 정수를 공급받아 알칼리수와 산성수를 생성하는 전해조(300);

   상기 정수 공급관(120)으로부터 분기되고, 상기 정수필터(200)와 상기 전해조(300)의 잔류수가 배출되는 잔류수 배출관(130);

   상기 정수 공급관(120)으로부터 분기되고, 상기 정수가 배출되는 정수 배출관(140);

   상기 급수관(110), 상기 급수관(110) 및 상기 정수 배출관(140) 또는 상기 잔류수 배출관(130)을 개방시킴과 동시에 나머지를 폐쇄시키는 3유로 개폐밸브(400"); 및

   상기 전해조(300)와 상기 3유로 개폐밸브(400")를 제어하는 제어부(500);를 포함하고, 그리고

   상기 3유로 개폐밸브(400")는

   상기 제어부(500)와 연결된 스텝모터(410");

   소정길이를 갖는 실린더(421")와,

   서로 대향한 상태에서 상기 실린더(421")의 길이방향 일측부와 각각 연통되고, 상기 원수가 유입 또는 유출되도록 상기 급수관(110a, 110b)과 연결되는 제1 유입공(422") 및 제1 유출공(423")과,

   서로 대향한 상태에서 상기 실린더(421)의 길이방향 타측부와 각각 연통되고, 상기 잔류수가 유입 또는 유출되도록 상기 잔류수 배출관(130a, 130b)과 연결되는 제2 유입공(424") 및 제2 유출공(425")과,

   서로 대향한 상태에서 상기 실린더(421)의 길이방향 중간부와 각각 연통되고, 상기 정수가 유입 또는 유출되도록 상기 정수 배출관(140a, 140b)과 연결되는 제3 유입공(426") 및 제3 유출공(427")이 형성된 실린더부(420"); 및

   상기 제1 유입공(422")과 상기 제1 유출공(423")을 연통시키는 제1 유로(432")와,

   상기 제2 유입공(424")과 상기 제2 유출공(425")을 연통시키는 제2 유로(434")와,

   상기 제3 유입공(426")과 상기 제3 유출공(427")을 연통시키는 제3 유로(436")가 형성되고,

   상기 스텝모터(410")에 의해 상기 실린더(421) 내부에서 회전하는 원통형 회전체(430");로 구성된 것을 특징으로 하는 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 실린더부(420")는 상기 제1 유입공(422")과 제1 유출공(423")을 잇는 가상선, 상기 제2 유입공(424")과 제2 유출공(425)을 잇는 가상선 및 상기 제3 유입공(426")과 제3 유출공(427")을 잇는 가상선이 평행하도록 형성되고,

   상기 원통형 회전체(430")는 상기 제1 유로(432"), 상기 제2 유로(434") 및 상기 제3 유로(436")가 각각 ＋, ×, － 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 3유로 개폐밸브를 구비한 이온수기.

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