KR101586302B1

KR101586302B1 - 이온수기

Info

Publication number: KR101586302B1
Application number: KR1020090076938A
Authority: KR
Inventors: 주일; 황의선
Original assignee: 코웨이 주식회사
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2016-01-18
Also published as: KR20110019285A

Abstract

본 발명은 정수의 수소이온지수(pH)를 상승시키는 이온수기에 관한 것으로, 상세하게는, 생활 용수 배관(262)이 설치된 역삼투 멤브레인 필터(260)를 포함하는 필터부(200)와, 음전극(320), 양전극(340), 및 상기 음전극(320)과 양전극(340) 사이에 설치된 이온 교환막(360)을 구비한 전해조(300) 및 상기 필터부(200)에서 필터링된 물을 저장하는 정수 탱크(400)를 포함하고, 상기 음전극(320) 측에는 정수 배관(420)이 연결되어 상기 필터부(200)에서 필터링된 정수가 유동하고, 상기 양전극(340) 측에는 상기 생활 용수 배관(262)이 연결되어 상기 역삼투 멤브레인 필터(260)에서 배출되는 생활 용수가 유동하여, 상기 이온 교환막(360)을 통하여 정수와 생활 용수 사이에 이온 교환이 이루어지며, 상기 정수 배관(420)은 입수구와 출수구가 모두 상기 정수 탱크(400)에 연결되어, 상기 정수 탱크(400)의 물이 상기 전해조(300)로 순환 공급되는 것을 특징으로 한다.

역삼투 멤브레인 필터, 생활 용수 배관, 전해조, 이온 교환막

Description

이온수기{WATER IONIZER}

본 발명은 이온수기에 관한 것이다.

바람직한 식수는 무색, 무취의 상태로 각종 중금속과 유해물질 및 세균 등이 없고 적당량의 미네랄이 함유된 물로서, 물 속에는 약알칼리성의 Ca² ⁺, Na⁺ 등이 존재하는 것이 이상적인 것으로 알려져 있다. 이와 같은 알칼리 이온수는 물 입자가 작아 체내에 흡수가 빠르며, 활성산소를 제거하는 항산화역할을 하기 때문이다.

이를 위해서 수돗물 등의 원수를 전기 분해하여 양이온의 무기질이 포함된 알칼리 이온수와 비음용수인 산성 이온수를 생성하여 분리 배출하는 전해조를 포함하여 이루어지는 이온수기가 널리 사용되고 있다.

통상 이온수기는 양극과 음극의 전극에 직류 전압을 인가하여 원수를 전기 분해함에 따라 알칼리 이온수와 산성 이온수를 생성한다.

도 1은 일반적으로 사용되는 이온수기의 구성도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이온수기(10)는 공급되는 원수를 정화하는 필터부(20), 필터부(20)에 의해 정화된 물을 전기 분해하여 알칼리 이온수와 산성 이온수를 생성하 는 전해조(30), 이온수기의 작동을 제어하는 제어부(40), 전해조(30)에서 생성된 알칼리 이온수를 배출하는 알칼리 이온수 배출관(50), 및 전해조(30)에서 생성된 산성 이온수를 배출하는 산성 이온수 배출관(60)을 포함하여 이루어지며, 사용자는 알칼리 이온수 배출관(50)을 통해 알칼리 이온수를 추출하여 음용할 수 있게 되어 있다.

그러나, 이와 같이 구성되는 이온수기에 의하면, 정수를 전기 분해하여 알칼리 이온수와 산성 이온수를 생성한 후 알칼리 이온수만 음용하고 산성 이온수는 분리 배출하기 때문에, 물의 낭비가 심할 뿐 아니라, 음용하는 알칼리 이온수 보다 많은 양의 정수를 만들어야 하기 때문에 필터의 수명이 짧아지는 문제가 있다.

특히, 역삼투 멤브레인 필터를 사용하여 물을 정수하는 경우 정수수의 수소이온지수(pH)가 낮기 때문에 이를 상승시키는 것이 요구되는데, 역삼투 멤브레인 필터의 특성상 정수 과정에서 생활 용수가 배출되어 버려지고, 환원수를 생성하는 과정에서 산성 이온수가 생성되어 버려지게 되므로 물의 낭비가 매우 크다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 역삼투 멤브레인 필터에서 배출되는 생활 용수를 이용하여 전기 분해를 함으로써 낭비되는 정수 없이 알칼리 이온수를 생성하는 이온수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따르면, 생활 용수 배관이 설치된 역삼투 멤브레인 필터를 포함하는 필터부와, 음전극, 양전극, 및 상기 음전극과 양전극 사이에 설치된 이온 교환막을 구비한 전해조를 포함하고, 상기 음전극 측에는 정수 배관이 연결되어 상기 필터부에서 필터링된 정수가 유동하고, 상기 양전극 측에는 상기 생활 용수 배관이 연결되어 상기 역삼투 멤브레인 필터에서 배출되는 생활 용수가 유동하여, 상기 이온 교환막을 통하여 정수와 생활 용수 사이에 이온 교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온수기를 제공한다.

본 발명의 제2 특징에 따르면, 상기 이온 교환막은 음이온 교환막이다.

본 발명의 제3 특징에 따르면, 상기 필터부에서 필터링된 물을 저장하는 정수 탱크를 더 포함하고, 상기 정수 배관은 입수구와 출수구가 모두 상기 정수 탱크에 연결되어, 상기 정수 탱크의 물이 상기 전해조로 순환 공급된다.

본 발명의 제4 특징에 따르면, 상기 정수 배관에 펌프가 설치된다.

본 발명의 제5 특징에 따르면, 상기 전해조의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 원수가 상기 필터부를 통하여 필터링이 이루어지는 동안 에만 상기 전해조가 작동하도록 제어한다.

본 발명의 제6 특징에 따르면, 상기 제어부는 상기 전해조가 일정한 시간 간격으로 작동하도록 제어한다.

본 발명의 제7 특징에 따르면, 상기 전해조의 작동을 제어하는 제어부와, 상기 정수 탱크의 수위를 검지하는 수위 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 정수 탱크가 소정의 저수위 이상일 때에 상기 전해조가 작동하도록 제어한다.

본 발명의 제8 특징에 따르면, 상기 생활 용수 배관에 펌프가 설치된다.

본 발명에 따르면, 역삼투 멤브레인 필터에서 배출되는 생활 용수를 양전극 측에 흐르게 하고 정수 탱크의 정수는 음전극 측에 흐르게 하여 정수 탱크의 정수가 모두 알칼리 이온수가 되게 함으로써 낭비되는 정수가 발생하지 않는다.

또한, 정수 탱크 내에 저장되어 있는 물이 순환하면서 알칼리 이온수를 생성하기 때문에 구동 시간을 제어하는 것에 의해 간단히 알칼리 이온수의 수소이온지수(pH)를 조절하는 것이 가능하다.

또한, 정수 탱크 내의 물을 순환시키는 것에 의해 지속적인 물흐름이 발생하기 때문에 스케일이 발생하는 것도 방지된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이온수기(100)의 구성도를 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이온수기(100)는 필터부(200), 전해조(300), 및 정수 탱크(400)를 포함하여 이루어진다.

필터부(200)는 침전 필터(220), 프리 카본 필터(240), 역삼투 멤브레인 필터(260), 및 포스트 카본 필터(280)를 포함한다. 침전 필터(220)는 원수에 포함된 5 마이크로미터 이상의 찌꺼기와 오염물질을 걸러주어 후속 공정의 부품들이 정상적인 동작을 하도록 한다. 프리 카본 필터(240)는 침전 필터(220)로부터 제공된 물에서 활성탄의 흡착으로 유해 성분을 제거한다. 역삼투 멤브레인 필터(260)는 프리 카본 필터(240)로부터 제공된 물에서 중금속을 포함한 대부분의 이온성 물질과 미생물 등을 제거한다. 역삼투 멤브레인 필터(260)에는 생활 용수 배관(262)이 연결되어 역삼투 멤브레인 필터(260)에서 발생된 생활 용수가 배출될 수 있다. 생활 용수 배관(262)에는 펌프(264)가 설치되어 생활 용수의 배출이 원활하게 이루어지게 할 수 있다. 포스트 카본 필터(280)는 역삼투 멤브레인 필터(260)로부터 물을 수용하고 물 속에 용해된 가스상의 물질을 흡착 제거하여 정수 탱크(400)로 물을 공급한다.

정수 탱크(400)는 필터부(200)에서 필터링되어 공급되는 물을 저장한다. 정수 탱크(400)에는 입수구와 출수구가 모두 정수 탱크(400)에 연결된 정수 배관(420)이 설치된다. 정수 배관(420)에는 정수 탱크(400)의 물을 순환 구동시키는 펌프(422)가 배치된다. 또한, 정수 탱크(400)의 일측에는 정수 추출관(440)이 설치되어 사용자는 정수 추출관(440)을 통해 물을 추출하여 음용할 수 있다. 정수 추출관(440)에는 정수 추출 밸브(442)가 설치되어 정수 추출관(440)의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.

전해조(300)에는 정수 배관(420)과 생활 용수 배관(262)이 연결 설치되어, 정수 탱크(400)의 물과 역삼투 멤브레인 필터(260)에서 배출되는 생활 용수가 공급된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전해조(300)의 내부를 확대 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전해조(300)는 공급되는 물을 전기 분해할 수 있도록 음전극(320)과 양전극(340)을 구비하고, 음전극(320)과 양전극(340)의 사이에 이온 교환막(360)이 설치된다.

음전극(320) 측에는 정수 배관(420)이 연결되어 정수 탱크(400)에 저장된 정수가 유동하고, 양전극(340) 측에는 생활 용수 배관(262)이 연결되어 역삼투 멤브레인 필터(160)에서 배출되는 생활 용수가 유동하면서, 이온 교환막(360)을 통해 정수와 생활 용수 사이에 이온 교환이 이루어진다.

이온 교환막(360)으로는 음이온 교환막을 사용하는 것이 바람직하다. 음이온 교환막은 이온 교환 수지를 막 모양으로 성형 제조한 것으로, 이것을 격막으로 하여 용액에 전류를 통하면 음이온은 통과시키지만 양이온 통과에는 100%에 가까운 저항을 나타내어 양이온은 통과시키지 않는다.

즉, 음전극(320) 측의 음이온은 양전극(340) 측으로 이동할 수 있지만, 양전극(340) 측의 양이온은 음전극(320) 측으로 이동하지 못한다. 따라서, 음전극(320) 쪽에는 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 칼륨 이온, 나트륨 이온 등 알칼리성 이온이 모여 알칼리 이온수가 되고, 양전극(340) 쪽에는 염화 이온, 황 이온 등 산성 이온이 모여 산성 이온수가 된다.

정수 배관(420)을 통해 전해조(300)로 유입된 정수 탱크(400)의 물은 전해조(300)에서 알칼리 이온수가 된 다음 다시 정수 탱크(400)로 유입되므로, 이것이 소정의 시간 동안 지속되면 정수 탱크(400) 내의 물은 알칼리 이온수가 된다. 한편, 생활 용수 배관(262)을 통해 전해로(300)로 유입된 생활 용수는 전해조(300)에서 산성 이온수가 된 다음 외부로 배출된다.

생활 용수는 역삼투 멤브레인 필터(260)를 통해 필터링되는 중에만 발생하기 때문에, 전해조(300)에서의 전기 분해도 정수가 되는 동안에만 이루어져야 한다. 다만, 정수 중에 항상 전기 분해가 이루어질 필요는 없고 알칼리 이온수의 목표 수소이온지수(pH)에 따라 정수 중에 일정 시간 간격을 두고 전기 분해를 하게 할 수 있다. 이를 위해, 전해조(300)의 작동을 제어하는 제어부(미도시)를 마련하고, 제어부가 필터부(200)를 통하여 필터링이 이루어지는 동안에만 전해조(300)에 전기를 인가하여 전해조(300)를 작동하도록 제어하게 하고, 또한 전해조(300)가 일정한 시간 간격으로 작동하도록 제어하게 할 수 있다.

한편, 정수 탱크(400)가 비어 있는 경우에는 음전극(320) 측으로 정수가 순환되지 않기 때문에 전기 분해가 이루어질 수 없다. 따라서, 정수 탱크(400)에 수위 센서(미도시)를 설치하고, 수위 센서의 신호를 제어부에 전달하여 정수 탱크(400)가 소정의 저수위 이상일 때에만 전해조(300)가 작동되도록 한다.

이와 같이, 종래에는 정수수를 전기 분해하여 알칼리 이온수와 산성 이온수를 생성한 다음 산성 이온수는 분리 배출하기 때문에 물이 낭비되는 문제가 있었지만, 본 발명에 따르면 역삼투 멤브레인 필터에서 배출되는 생활 용수를 양전극 측 에 흐르게 하고 정수 탱크의 정수는 음전극 측에 흐르게 하여 정수 탱크의 정수가 모두 알칼리 이온수가 되게 함으로써 낭비되는 정수가 발생하지 않는다.

뿐만 아니라, 정수 탱크 내에 저장되어 있는 물이 순환하면서 알칼리 이온수를 생성하기 때문에 구동 시간을 제어하는 것에 의해 간단히 알칼리 이온수의 수소이온지수(pH)를 조절하는 것이 가능해진다.

또한, 정수 탱크 내의 물을 순환시키는 것에 의해 지속적인 물흐름이 발생하기 때문에 스케일이 발생하는 것도 방지되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 이온수기(10)의 구성도를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전해조(300)의 내부를 확대 도시한 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

200 필터부 260 역삼투 멤브레인 필터

262 생활 용수 배관 300 전해조

320 음전극 340 양전극

360 이온 교환막 400 정수 탱크

420 정수 배관 422 펌프

Claims

생활 용수 배관(262)이 설치된 역삼투 멤브레인 필터(260)를 포함하는 필터부(200)와,

음전극(320), 양전극(340), 및 상기 음전극(320)과 양전극(340) 사이에 설치된 이온 교환막(360)을 구비한 전해조(300) 및

상기 필터부(200)에서 필터링된 물을 저장하는 정수 탱크(400)를 포함하고,

상기 음전극(320) 측에는 정수 배관(420)이 연결되어 상기 필터부(200)에서 필터링된 정수가 유동하고, 상기 양전극(340) 측에는 상기 생활 용수 배관(262)이 연결되어 상기 역삼투 멤브레인 필터(260)에서 배출되는 생활 용수가 유동하여, 상기 이온 교환막(360)을 통하여 정수와 생활 용수 사이에 이온 교환이 이루어지며,

상기 정수 배관(420)은 입수구와 출수구가 모두 상기 정수 탱크(400)에 연결되어, 상기 정수 탱크(400)의 물이 상기 전해조(300)로 순환 공급되는 것을 특징으로 하는 이온수기.
청구항 1에 있어서,

상기 이온 교환막(360)은 음이온 교환막인 것을 특징으로 하는 이온수기.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 정수 배관(420)에 펌프(422)가 설치된 것을 특징으로 하는 이온수기.
청구항 1에 있어서,

상기 전해조(300)의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하고,

상기 제어부는 원수가 상기 필터부(200)를 통하여 필터링이 이루어지는 동안에만 상기 전해조(300)가 작동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이온수기.
청구항 5에 있어서,

상기 제어부는 상기 전해조(300)가 일정한 시간 간격으로 작동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이온수기.
청구항 1에 있어서,

상기 전해조(300)의 작동을 제어하는 제어부와,

상기 정수 탱크(400)의 수위를 검지하는 수위 센서를 더 포함하고,

상기 제어부는 상기 정수 탱크(400)가 소정의 저수위 이상일 때에 상기 전해조(300)가 작동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이온수기.
청구항 1에 있어서,

상기 생활 용수 배관(262)에 펌프(264)가 설치된 것을 특징으로 하는 이온수기.