KR101020982B1

KR101020982B1 - 이온수기

Info

Publication number: KR101020982B1
Application number: KR1020100045882A
Authority: KR
Inventors: 신종호
Original assignee: 주식회사 이온팜스
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2011-03-09
Also published as: CN102803150A; US20130056350A1; JP5577451B2; WO2011145805A2; CN102803150B; WO2011145805A3; EP2573052A2; JP2013522023A; EP2573052A4; EP2573052B1

Abstract

본 발명은 이온수기에 관한 것으로서, 이온수기의 휴대가 가능하게 하며 물의 손실을 방지하고 용존 고형물질에 의한 전극 및 이온 격막의 손상을 방지할 수 있도록 함과 더불어 사용자의 필요에 따라 알칼리수와 산성수를 선택 제공할 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 이온수기에 있어서, 원수를 담아 이온화할 수 있게 일정 체적을 가지게 형성한 이온화 용기와, 상기 이온화 용기의 일측에 구비되어 양극과 음극 중 어느 하나의 전극만이 원수와 직접 접수되게 구성된 이온화 전극부와 상기 이온화 전극부를 제어하는 이온수 제어부와 상기 이온수 제어부로 사용자의 조작신호를 입력하는 조작부 및 이온수 제어부의 제어에 따라 이온화 전극부로 전원을 공급하는 전원부로 구성한 것이다.
따라서, 본 발명은 이온수기를 하나의 전해셀로 이루어진 이온화 용기에 양극과 음극 중 어느 하나의 전극만이 원수와 직접 접수되게 구성한 이온화 전극부로 구성함으로써 이온수기의 구조가 단순화되어 휴대가 용이하고 이온수의 제조과정에 있어 원수의 손실이 최소화되며 사용자의 선택에 따라 이온수를 사용할 수 있어 그 기능성이 향상되는 것이다.

Description

이온수기{Water Ionizer}

본 발명은 이온수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이온수기에 있어서, 원수를 담아 이온화할 수 있게 일정 체적을 가지게 형성한 이온화 용기와, 상기 이온화 용기의 일측에 구비되어 양극과 음극 중 어느 하나의 전극만이 원수와 직접 접수되게 구성된 이온화 전극부와 상기 이온화 전극부를 제어하는 이온수 제어부와 상기 이온수 제어부로 사용자의 조작신호를 입력하는 조작부 및 이온수 제어부의 제어에 따라 이온화 전극부로 전원을 공급하는 전원부로 구성하여서, 이온수기의 휴대가 가능하게 하며 물의 손실을 방지하고 용존 고형물질에 의한 전극 및 이온 격막의 손상을 방지할 수 있도록 함과 더불어 사용자의 필요에 따라 알칼리수와 산성수를 선택 제공할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

일반적으로, 이온수기는 공급된 원수를 전기분해에 의해서 알칼리수와 산성수를 제공할 수 있도록 한 것이다.

이상과 같은 이온수기는 이온만이 통과하게 구성된 이온 격막에 의하여 분리된 두 개의 전해셀과 상기 각 전해셀에 전해전극을 구비하여 구성한 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 구성된 종래의 이온수기는 그 크기가 크고 고정형이어서 휴대가 용이하지 못한 문제점이 있었다.

그리고, 종래의 이온수기는 사용자의 필요에 따라 알칼리수와 산성수를 선택 사용하게 되며 사용하지 않은 알칼리수 또는 산성수는 대부분 버려지고 있어 물의 낭비를 유발하고 있다.

또한, 원수의 이온화 과정에 있어 물속에 함유된 칼슘, 마그네슘 등과 같은 용존 고형물질이 전극에 늘어 붙거나 이온 격막이 막혀 손상되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같이 이온 격막에 의하여 두 개의 전해셀로 분리되어 있는 종래의 이온수기는 그 구성이 복잡하여 휴대화가 용이하지 않으며 제조된 알칼리수와 산성수 중 하나의 이온수만이 사용되고 다른 하나의 이온수는 버려져 물의 낭비가 발생하고 용존 고형물질에 의하여 전극과 이온 격막이 손상되는 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 이온수기에 있어서, 원수를 담아 이온화할 수 있게 일정 체적을 가지게 형성한 이온화 용기와, 상기 이온화 용기의 일측에 구비되어 양극과 음극 중 어느 하나의 전극만이 원수와 직접 접수되게 구성된 이온화 전극부와 상기 이온화 전극부를 제어하는 이온수 제어부와 상기 이온수 제어부로 사용자의 조작신호를 입력하는 조작부 및 이온수 제어부의 제어에 따라 이온화 전극부로 전원을 공급하는 전원부로 구성한 것이다.

따라서, 본 발명은 이온수기를 하나의 전해셀로 이루어진 이온화 용기에 양극과 음극 중 어느 하나의 전극만이 원수와 직접 접수되게 구성한 이온화 전극부로 구성함으로써 이온수기의 구조가 단순화되어 휴대가 용이하고 이온수의 제조과정에 있어 원수의 손실이 최소화되며 사용자의 선택에 따라 이온수를 사용할 수 있어 그 기능성이 향상되는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 일 실시 예를 보인 분해 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 일 실시 예를 보인 결합 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 일 실시 예를 보인 측 단면 예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 실시에 있어서 이온화 전극부의 외부접촉 전극의 표면에 절연코팅층을 형성한 것을 보인 측 단면 예시도.
도 5 은 본 발명에 따른 다른 실시에 있어 오존분해수단을 오존분해촉매로 실시한 것을 보인 측 단면 예시도
도 6 은 본 발명에 따른 다른 실시에 있어 오존분해수단을 활성탄으로 실시한 것을 보인 측 단면 예시도.
도 7 내지 도 9 는 본 발명에 따른 실시에 있어 이온화 전극부를 원통형으로 실시한 것을 보인 예시 사시도.
도 10 내지 도 12 는 본 발명에 따른 실시에 있어 이온화 전극부를 원판형으로 실시한 것을 보인 예시 사시도.
도 13 은 본 발명의 이온화 용기를 주전자로 실시한 것으로 보인 예시도.

이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 이온수기를 휴대할 수 있도록 함과 더불어 이온수의 제조과정에 있어 원수의 손실을 최소화하며 원수에 함유된 용존 고형물질에 의한 전극 및 이온 격막의 손상을 방지할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 이온수기에 있어서, 원수를 담아 이온화할 수 있게 일정 체적을 가지며 하나의 이온화실(110)을 형성한 이온화 용기(100)와, 상기 이온화 용기(100)의 일 측에 구비되어 양극과 음극 중 어느 하나의 전극만이 원수와 직접 접수되게 구성된 이온화 전극부(200)와 상기 이온화 전극부(200)를 제어할 수 있게 이온화 용기(100)의 일 측에 구비되는 이온수 제어부(310)와 상기 이온수 제어부(310)로 사용자의 조작신호를 입력할 수 있게 이온화 용기(100)의 일 측에 구비되는 조작부(320) 및 이온수 제어부(310)의 제어에 따라 이온화 전극부(200)로 전원을 공급할 수 있게 이온화 용기의 일 측에 구비되는 전원부로 구성한 것이다.

여기서, 상기 이온화 용기(100)는 원수가 유입되고 이온수가 배출될 수 있게 상부에 개구 형성되며 뚜껑(121)을 갖는 유출구(120)를 구비한 것으로서, 그 외형은 원통형의 병 또는 사각형의 병, 들통 및 배출구(122)가 따로 구비되는 도 13 에 도시된 바와 같이 주전자 중 어느 하나로 선택 실시할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 이온화 전극부(200)는 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 사각판형과 도 7 내지 도 9 에 도시된 바와 같이 원통형 및 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이 원판형 중 어느 하나의 형상으로 선택 실시할 수 있는 것으로서, 이온물질만이 통과되는 양성자 교환막(Proton Exchange Membrane)과 고분자 전해질막(Polymer Electrolyte Membrane) 중 어느 하나로 구성된 이온 격막(210)의 일 측에 밀착 결합되어 원수와 접하며 이온물질이 통과 가능하게 형성된 원수접촉 전극(220)과 상기 원수접촉 전극(220)의 반대 측에서 이온 격막(210)에 밀착 결합되어 외부로 노출되며 이온화 과정에 발생한 산소와 오존 또는 수소가스가 통과 가능하게 형성된 외부노출 전극(230)으로 구성한 것이다.

상기 원수접촉 전극(220)과 외부노출 전극(230)은 망판 또는 다공판 중 어느 하나를 선택하여 실시할 수 있는 것으로서, 도 4 에 도시된 바와 같이 원수와 접하지 않는 외부노출 전극(230)의 외면에는 산화 및 누전을 방지할 수 있게 절연코팅층(231)을 형성하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 상기 이온화 전극부(200)는 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 이온화 용기(100)의 일측 측벽 또는 양측 측벽에 사각판형 전극설치부(131)를 형성하며, 상기 사각판형 전극설치부(131)에 사각판형의 이온화 전극부(200)가 결합되게 구성하고, 사각판형 전극설치부(131)에 결합된 이온화 전극부(200)가 노출되지 않게 덮여 씌워지며 가스의 배출이 이루어지게 통기공(143)이 형성된 사각판형 전극커버(141)를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 상기 이온화 전극부(200)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 이온화 용기(100)의 외면에 원통형 전극설치부(132)를 형성하고, 상기 원통형 전극설치부(132)에 원통형으로 형성된 이온화 전극부(200)가 끼워져 결합되게 구성하고, 상기 원통형 전극설치부(132)에 결합된 이온화 전극부(200)의 외면이 노출되지 않게 덮여 씌워지며 가스의 배출이 이루어지게 통기공(143)이 형성된 원통형 전극커버(142)를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 상기 이온화 전극부(200)는 도 10 내지 도 12 에 도시된 바와 같이 이온화 용기(100)의 하부에 원판형 전극설치부(133)를 형성하고, 상기 원판형 전극설치부(133)에 원판형으로 형성된 이온화 전극부(200)가 결합되게 구성하여 실시할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 실시에 있어서 이온수를 알칼리수로 사용할 경우에는 외부노출 전극(230)으로 통하여 배출되는 산소 중에 함유되어 있는 오존을 산소로 분해할 수 있게 도 5 와 도 6 에 도시된 바와 같이 외부노출 전극(230) 측에 오존분해실(410)을 형성하고 상기 오존분해실(410)에 오존분해수단을 구비하여 실시할 수 있는 것이다.

상기 오존분해수단은 도 5 에 도시된 바와 같이 망간산화물, 납화합물로 이루어진 오존분해촉매(421)와, 도 6 에 도시된 바와 같이 오존을 흡착하여 시간에 의하여 자연 분해되게 하는 활성탄(422) 중 어느 하나를 선택하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 상기 전원부는 외부전원을 연결하는 외부전원부(331)를 구비하여 실시하거나 내부에 1차전지 또는 2차전지 중 어느 하나로 이루어진 배터리(332)를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 상기 전원부와 이온수 제어부(310) 및 조작부(320)는 이온화 용기(100)의 하부에 결합되는 이온화 용기(100)의 용기 좌대(150)에 구비하여 실시하는 것이 바람직한 것으로서, 용기 좌대(150)는 나선 체결 또는 나사 체결되게 구성하여 실시할 수 있는 것이다.

한편, 이온수 제어부(310)에 의한 원수의 이온화는 이온화 용기(100)의 용량에 따라 시간제어되게 실시하거나 별도의 알칼리와 산성을 감지할 수 있게 한 이온센서를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 동작과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기한 바와 같이 본 발명은 이온수기에 있어서, 원수를 담아 이온화할 수 있게 일정 체적을 가지며 하나의 이온화실(110)을 형성한 이온화 용기(100)와, 상기 이온화 용기(100)의 일 측에 구비되어 양극과 음극 중 어느 하나의 전극만이 원수와 직접 접수되게 구성된 이온화 전극부(200)와 상기 이온화 전극부(200)를 제어할 수 있게 이온화 용기(100)의 일 측에 구비되는 이온수 제어부(310)와 상기 이온수 제어부(310)로 사용자의 조작신호를 입력할 수 있게 이온화 용기(100)의 일 측에 구비되는 조작부(320) 및 이온수 제어부(310)의 제어에 따라 이온화 전극부(200)로 전원을 공급할 수 있게 이온화 용기의 일 측에 구비되는 전원부로 구성한 본 발명을 그 구조가 단순화가 원통형의 물병 형상으로 제작할 수 있어 용이하게 휴대할 수 있는 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명을 이용하여 사용자가 알칼리수를 사용하고자 할 경우에는 조작부(320)를 조작하여 이온수 제어부(310)가 이온화 전극부(200)의 원수접촉 전극(220)이 음극을 이루도록 제어할 수 있게 조작신호를 입력한다.

이때, 사용자의 조작부(320) 조작에 따른 조작신호가 이온수 제어부(310)로 입력되게 되면, 이온화 전극부(200)에 의하여 원수가 전기분해되어 이온화되는 것이다.

상기 이온화 전극부(200)에 의하여 이온화된 원수 중 음이온화된 산소이온이 이온 격막(210)을 통과하여 양극을 이루는 외부노출 전극(230) 측으로 이동되어서 전자를 내어놓고 산소가 되어 대기중으로 방출되고, 원수 중의 수소이온은 음극을 이루는 원수접촉 전극(220)으로부터 전자를 얻어 활성수소로 변화되어 상대적으로 수산화이온의 농도가 증가하여 알칼리수가 되는 것이다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예와 같이 외부 노출 전극 측에 오존분해실(410)을 형성하고 오존분해수단을 구비하여 실시하게 되면 알칼리수 생성과정에 있어 외부노출 전극(230)으로 배출되는 산소 중에 함유된 오존을 분해시켜 사용에 따라 악영향을 줄 수 있는 오존을 분해하여 안전성을 높일 수 있는 것이다.

한편, 본 발명을 이용하여 산성수를 생성하고자할 경우에는 조작부(320)를 조작하여 이온수 제어부(310)가 이온화 전극부(200)의 원수접촉 전극(220)이 양극을 이루게 제어하게 조작신호를 입력하면 양극을 이루는 원수접촉 전극(220)이 원수중에 지속적으로 수소이온과 산소를 발생시키며, 원수접촉 전극(220)에 의하여 발생한 수소이온 중 일부는 이온 격막(210)을 통과하여 음극을 이루는 외부노출 전극(230)으로 이동하여서 수소로 변하여 대기중으로 방출되며 원수는 수소이온의 농도가 증가하여 산성수화 되는 것으로서, 산성수는 세안과 같은 미용목적과, 살균 및 소독 등의 청소목적으로 사용할 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 실시 예와 같이 오존분해수단을 구비함으로써 알칼리수 생성과정에 발생할 수 있는 미량의 오존을 분해하여 위해성을 방지할 수 있는 것이다.

100 : 이온화 용기
110 : 이온화실
120 : 유출구 121 : 뚜껑 122 : 배출구
131 : 사각판형 전극 설치부 132 : 원통형 전극 설치부
133 : 원판형 전극 설치부
141 : 사각판형 전극커버 142 : 원통형 전극커버 143 : 통기공
150 : 용기 좌대
200 : 이온화 전극부
210 : 이온 격막 220 : 원수접촉 전극
230 : 외부노출 전극 231 : 절연코팅층
310 : 이온수 제어부 320 : 조작부
331 : 외부전원부 332 : 배터리
410 : 오존분해실
421 : 오존분해촉매 422 : 활성탄

Claims

이온수기에 있어서;
원수를 담아 이온화할 수 있게 일정 체적을 가지며 하나의 이온화실(110)을 형성한 이온화 용기(100)와, 상기 이온화 용기(100)의 일 측에 구비되어 양극과 음극 중 어느 하나의 전극만이 원수와 직접 접수되게 구성된 이온화 전극부(200)와 상기 이온화 전극부(200)를 제어할 수 있게 이온화 용기(100)의 일 측에 구비되는 이온수 제어부(310)와 상기 이온수 제어부(310)로 사용자의 조작신호를 입력할 수 있게 이온화 용기(100)의 일 측에 구비되는 조작부(320) 및 이온수 제어부(310)의 제어에 따라 이온화 전극부(200)로 전원을 공급할 수 있게 이온화 용기의 일 측에 구비되는 전원부로 구성하고,
상기 이온화 용기(100)는 원수가 유입되고 이온수가 배출될 수 있게 상부에 개구 형성되며 뚜껑(121)을 갖는 유출구(120)를 구비하되, 그 외형은 원통형의 병 또는 사각형의 병, 들통 및 배출구(122)가 따로 구비되는 주전자 중 어느 하나로 선택 형성하며,
상기 이온화 전극부(200)는 사각판형과 원통형 및 원판형 중 어느 하나의 형상으로 선택 형성하되, 이온물질만이 통과되는 양성자 교환막(Proton Exchange Membrane)과 고분자 전해질막(Polymer Electrolyte Membrane) 중 어느 하나로 구성된 이온 격막(210)의 일 측에 밀착 결합되어 원수와 접하며 이온물질이 통과 가능하게 형성된 원수접촉 전극(220)과 상기 원수접촉 전극(220)의 반대 측에서 이온 격막(210)에 밀착 결합되어 외부로 노출되며 이온화 과정에 발생한 산소와 오존 또는 수소가스가 통과 가능하게 형성된 외부노출 전극(230)으로 구성하고,
상기 원수접촉 전극(220)과 외부노출 전극(230)은 망판 또는 다공판 중 어느 하나를 선택 형성한 것을 특징으로 하는 이온수기.
제 1 항에 있어서;
상기 이온화 전극부(200)는
이온화 용기(100)의 일측 측벽 또는 양측 측벽에 사각판형 전극설치부(131)를 형성하며, 상기 사각판형 전극설치부(131)에 사각판형의 이온화 전극부(200)가 결합되게 구성하고, 사각판형 전극설치부(131)에 결합된 이온화 전극부(200)가 노출되지 않게 덮여 씌워지며 가스의 배출이 이루어지게 통기공(143)이 형성된 사각판형 전극커버(141)를 구비하여 구성한 것과,
이온화 용기(100)의 외면에 원통형 전극설치부(132)를 형성하고, 상기 원통형 전극설치부(132)에 원통형으로 형성된 이온화 전극부(200)가 끼워져 결합되게 구성하고, 상기 원통형 전극설치부(132)에 결합된 이온화 전극부(200)의 외면이 노출되지 않게 덮여 씌워지며 가스의 배출이 이루어지게 통기공(143)이 형성된 원통형 전극커버(142)를 구비하여 구성한 것과,
이온화 용기(100)의 하부에 원판형 전극설치부(133)를 형성하고, 상기 원판형 전극설치부(133)에 원판형으로 형성된 이온화 전극부(200)가 결합되게 구성하여 구성한 것 중 어느 하나를 선택 구성한 것을 특징으로 하는 이온수기.
제 2 항에 있어서;
원수와 접하지 않는 외부노출 전극(230)의 외면에는 산화 및 누전을 방지할 수 있게 절연코팅층(231)을 형성하며,
상기 전원부는 외부전원을 연결하는 외부전원부(331)를 구비하여 실시하거나 내부에 1차전지 또는 2차전지 중 어느 하나로 이루어진 배터리(332)를 구비하고,
상기 전원부와 이온수 제어부(310) 및 조작부(320)는 이온화 용기(100)의 하부에 결합되는 이온화 용기(100)의 용기 좌대(150)에 구비한 것을 특징으로 하는 이온수기.
제 2 항에 있어서;
이온수를 알칼리수로 사용할 경우에는 외부노출 전극(230)으로 통하여 배출되는 산소 중에 함유되어 있는 오존을 산소로 분해할 수 있게 외부노출 전극(230) 측에 오존분해실(410)을 형성하고 상기 오존분해실(410)에 오존분해수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이온수기.
제 4 항에 있어서;
상기 오존분해수단은 망간산화물, 납화합물로 이루어진 오존분해촉매(421)와, 오존을 흡착하여 시간에 의하여 자연 분해되게 하는 활성탄(422) 중 어느 하나를 선택 구성한 것을 특징으로 하는 이온수기.
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