KR101600387B1 - 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세한 크기의 나노기공을 갖는 세라믹 필터를 적용하여 물에 대한 여과효율이 우수함은 물론 매우 효율적으로 정수함을 제공하도록, 물을 수도관을 통해 공급하는 물공급원과; 상기 물공급원의 수도관을 통하여 공급되는 물에 함유된 이물질이 여과될 수 있도록 장착되고 표면에 나노기공을 구비하는 세라믹필터와; 상기 세라믹필터로부터 여과된 물을 수용토록 연결설치되고 물을 살균가능하게 자외선이 발광되는 살균수단과; 상기 살균수단을 거쳐 이동된 물의 이동경로 상에 장착되고 자기장을 생성하여 물을 자화시키는 자화수단과; 상기 자화수단으로부터 공급된 물을 가열가능하게 수용하여 온수를 저장하는 온수조와; 상기 자화수단으로부터 공급된 물을 냉각가능하게 수용하여 냉수를 저장하는 냉수조와; 상기 온수조 및 상기 냉수조의 사이에 고정 설치되고 상기 온수조에 채워진 물을 지속적으로 가열하는 동시에 상기 냉수조에 채워진 물을 지속적으로 냉각시키는 냉온기;를 포함하고, 상기 냉온기는 전류공급에 의해 상기 온수조에 접하는 한쪽 면에 열을 발생하는 발열면과 함께 상기 냉수조에 접하는 한쪽 면에서 열을 흡수하는 냉각면이 형성되는 열전소자를 포함하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기를 제공한다.
Description
본 발명은 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미세한 크기의 나노기공을 갖는 세라믹 필터를 적용하여 물에 대한 여과효율이 우수함은 물론 매우 효율적으로 정수하는 것이 가능한 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기에 관한 것이다.
최근 들어 고도산업화에 따른 산업공해나 각종 화학약품성분들의 지하수침투 등에 의한 환경오염의 폐해 중 가장 직접적으로 생활에 영향을 주는 것이 바로 수질오염이다. 이러한 수질오염의 문제는 현재 강이나 냇가에서 그냥 물을 마시는 것은 아예 불가능한 일이 되었으며, 집에서 먹는 수돗물의 경우 배관의 녹이나 불순물까지 더해져 음용수로서는 안심할 수 없는 실정이다.
따라서 가정이나 사무실 등 식수를 요하는 생활공간에서는 음용수를 비롯한 생활수를 확보하기 위하여 물리적 또는 화학적인 방법으로 물을 걸러 불순물을 여과할 수 있는 정수설비 즉 정수기를 설치하여 사용하고 있으며, 정수기에는 물에 섞인 이물질에 대한 여과기능을 갖는 다양한 형태의 필터가 장착된다.
그런데 기존의 정수기에 장착되는 필터로서 활성탄 필터의 경우 입상이나 압축 형태를 갖으며 활성탄을 부직포에 부착하여 제작하고 있으나 활성탄 가루가 부직포의 그물망 사이로 유출될 가능성이 있으며, 물을 여과하는 과정에서 부직포 자체에 부착된 세균이 번식할 우려가 있어 필터를 자주 교환해야만 한다는 문제가 있었다.
따라서 최근에는 내식성이 좋은 알루미나나 실리카와 같은 재료를 사용하여 세라믹 다공질체로 성형하므로 다공질을 갖는 세라믹 필터를 제조하여 사용하고 있는 실정이다.
상기와 같은 세라믹 필터의 제조하기 위한 방법에 관하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 공개특허공보 제74659호(2001.08.04.)에는 플라이애쉬와 규조토를 이용하였으며 유기결합제로 Dextrin과 PVA의 혼합물에 유리성분을 혼합하여 주성분으로 하며, 200㎛ 이하의 파쇄유리분말 60∼65중량%, 플라이애쉬 5∼30중량%, 규조토 2∼20중량%를 혼합한 후, 무기발포제로 탄산칼슘 3∼20중량%; 유기결합제로 덱스트린(Dextrin)과 폴리비닐알코올(PVA)로 구성된 혼합물 2∼5중량% 및 발색제로 산화철 0.2∼0.5중량%를 첨가하여 재차 건식혼합하는 단계, 혼합된 분말의 10중량%에 해당하는 물을 첨가하여 반습식혼합하는 단계; 상기 혼합분말을 400×600×150㎜의 스텐레스강 재질의 몰드에 60∼80㎜높이로 채우는 단계; 몰드를 연속로에 장입하여 10℃/분의 속도로 승온하여 350∼400℃에서 1시간동안 열처리하고, 다시 550∼600℃에서 1시간동안 예열처리한 후, 780∼830℃에서 10분 동안, 마지막으로 830∼860℃에서 1분 동안 소결한 후 500℃까지 급랭시켜 30분 동안 유지하고, 상온까지 서서히 냉각시키는 단계, 및 소결체를 일정한 크기로 절단, 연마하여 구형체로 형성시키는 단계를 포함하며, 상기 주성분을 이용하여 또 다른 세라믹 소재의 악취 제거를 위한 미생물 고정용 다공성 세라믹 담체를 제조함에 따라 유황계 성분 물질의 혼합 악취제거효과가 우수하다는 것을 특징으로 하는 바이오필터용 미생물 고정화 다공성 세라믹 담체의 제조방법이 공지되어 있다.
그러나 상기한 종래기술의 세라믹 필터는 성형틀 내에서 발포에 따른 기포로부터 기공을 형성토록 제조하기 때문에 성형틀과 접촉한 부분이나 그 근방에서는 기포 간의 조대화가 활발히 이루어져 기공이 커지는 반면 그외의 내부는 기공크기가 작게 되므로 필터의 기공 위치에 따른 크기가 달라져 필터의 기공크기가 불균일하다는 문제가 있었다. 나아가 불균일한 기공을 갖는 세라믹 필터의 경우 기공의 크기가 큰 부분은 물과 함께 입자도 그대로 통과시켜 여과효율이 저하되고, 기공의 크기가 작은 부분은 반드시 걸러야 할 필요가 없는 입자까지 걸러냄으로써 필터에 대한 압력손실의 증대와 기공의 막힘 현상이 발생하며, 이러한 현상은 필터로서의 제 기능을 잃게 됨은 물론 필터의 노후화를 가중시켜 정수기의 유지비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.
또한 종래 세라믹 필터는 0.1~1㎛의 기공 크기를 가지면서 기공률은 50% 이내로 제한적이며 기공 분포 또한 균일하지 못하기 때문에 여과효율에 한계가 있다는 문제가 있었다.
그리고 필터에 의해 여과된 물을 냉수 및 온수로 배출하도록 구성된 정수기와 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록실용신안공보 제384936호(2005.05.13.)에는 수도관에 직접 연결하여 수도물을 분배하는 분배수단과, 상기 분배수단에서 분배된 수도물에 아연이온을 이온화시키는 아연이온화장치를 연결하고 상기 아연이온화장치를 통해 급수되는 물의 불순물을 제거하는 1차정수수단과, 상기 1차정수수단에서 불순물이 제거된 물을 역삼투압으로 정수하도록 특수피막을 내장한 다수의 필터로 구성하는 2차정수수단과, 상기 2차정수수단에서 정수된 물을 다시 정수하여 불순물과 순수한 물을 분리하는 3차정수수단과, 상기 3차정수수단에서 얻어진 순수한 물을 저장하는 저장수단과, 상기 저장수단에 저장된 물을 냉온수로 급변시키는 냉·온수단을 거쳐 급수밸브로 공급하도록 구성됨에 따라 아연이온을 첨가할 수 있는 것을 특징으로 하는 정수기가 공지되어 있다.
그러나 상기한 종래 정수기는 물에 이물질이 제거되도록 정수처리한 후 온수나 냉수로 구분하여 배출할 수 있게 구성되는데, 보통 70℃ 이상의 온수를 생성토록 물을 가열하기 위해서는 고온으로 발열가능한 히터 등의 가열수단을 구비하여 물을 데울 수 있도록 구성하고, 일반적으로 14℃ 이하의 냉수를 생성토록 물을 냉각시키기 위해서는 저온을 제공가능한 냉각콤프레셔 등의 냉각수단을 구비하여 물을 저온으로 유지시킬 수 있는 별도의 구성이 요구되기 때문에 정수기의 구조가 복잡하고 구성에 따른 생산비용이 많이 소요되어 제품이 고가를 유지하게 된다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이물질을 여과하여 제거하도록 나노 기공을 갖는 필터와 물을 가열과 동시에 냉각시키는 수단을 설치하여 간단한 내부구조로 이루어지며, 정수기의 수질정화효율을 높이면서 필터의 교체수명을 연장할 수 있는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기를 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명이 제안하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기는 물을 수도관을 통해 공급하는 물공급원과; 상기 물공급원의 수도관을 통하여 공급되는 물에 함유된 이물질이 여과될 수 있도록 장착되고 표면에 나노기공을 구비하는 세라믹필터와; 상기 세라믹필터로부터 여과된 물을 수용토록 연결설치되고 물을 살균가능하게 자외선이 발광되는 살균수단과; 상기 살균수단을 거쳐 이동된 물의 이동경로 상에 장착되고 자기장을 생성하여 물을 자화시키는 자화수단과; 상기 자화수단으로부터 공급된 물을 가열가능하게 수용하여 온수를 저장하는 온수조와; 상기 자화수단으로부터 공급된 물을 냉각가능하게 수용하여 냉수를 저장하는 냉수조와; 상기 온수조 및 상기 냉수조의 사이에 고정 설치되고 상기 온수조에 채워진 물을 지속적으로 가열하는 동시에 상기 냉수조에 채워진 물을 지속적으로 냉각시키는 냉온기;를 포함하고, 상기 냉온기는 전류공급에 의해 상기 온수조에 접하는 한쪽 면에 열을 발생하는 발열면과 함께 상기 냉수조에 접하는 한쪽 면에서 열을 흡수하는 냉각면이 형성되는 열전소자로 이루어진다.
상기 세라믹필터는 산화알루미늄으로 구성하되 산화알루미늄 분말에 나노솔트분말을 혼합하여 코팅제인 폴리머 또는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)로 코팅한 다음 금형에 의해 성형한 성형물을 1500~2000℃의 온도에서 소결한 후 세척하여 코팅제 및 나노솔트분말이 제거된 나노 기공을 갖는 세라믹필터를 사용하여 구성한다.
상기 살균수단은 상기 물공급원으로부터 상기 세라믹필터를 거쳐 공급되는 물을 수용하여 살균가능한 공간을 구비하는 살균수조와, 상기 살균수조 내에 설치되고 257.3㎚의 자외선 발광하는 LED램프로 구성한다.
상기 온수조 및 상기 냉수조에는 상부에 연결되어 물이 유입가능하게 설치되는 유입관과, 상기 온수조 및 상기 냉수조의 하부에 연결 설치되어 물을 배출가능하고 온수 및 냉수에 대한 물의 배출 여부를 설정할 수 있게 배수개폐밸브가 설치되는 물배수관을 포함하고, 상기 온수조 및 상기 냉수조 내에 구비되고 상기 유입관을 통하여 유입되는 물이 차올라 만수위에 따른 상기 유입관을 폐쇄하도록 비중이 물보다 작도록 설정한 부력밸브를 구비하여 구성한다.
또한 상기 냉온기에는 상기 열전소자의 발열면 및 냉각면에 각각 접하도록 설치되고 상기 열전소자의 발열면 및 냉각면에 생성된 열원을 PCM에 의해 축적하면서 상기 온수조 및 상기 냉수조의 물에 각각 온기 및 냉기를 전달하는 열축적수단을 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
그리고 본 발명의 정수기는 상기 온수조 및 상기 냉수조로부터 가열 및 냉각된 물을 수소수로 이온화시키는 이온화수단을 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기에 의하면 전체적으로 나노 크기의 기공이 형성된 세라믹 필터를 적용하여 구성하므로, 균일한 크기 및 분포의 나노 기공에 의해 여과하여 수질정화효율을 대폭 향상시키고 필터의 막힘 현상을 방지하여 필터 교체수명을 연장함은 물론 정수기의 유지관리비용을 낮추며 항상 안정적으로 정수할 수 있는 효과를 얻는다.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기는 온수 및 냉수를 유지토록 전류공급에 의해 발열면과 냉각면을 동시에 생성하는 열전소자를 구성하므로, 냉온 온도유지가 원활하고 구조가 간단하여 설치작업이 매우 간편함은 물론 유지 보수가 용이하며 생산비용을 낮춰 제품의 가격경쟁률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기는 필터로부터 여과된 물을 살균처리하는 살균수단을 구성하므로, 미생물을 제거하면서 세균번식을 차단하여 수질정화효율 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 온수조 및 냉수조를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 냉온기의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 온수조 및 냉수조를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 냉온기의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
본 발명은 물을 수도관을 통해 공급하는 물공급원과; 상기 물공급원의 수도관을 통하여 공급되는 물에 함유된 이물질이 여과될 수 있도록 장착되고 표면에 나노기공을 구비하는 세라믹필터와; 상기 세라믹필터로부터 여과된 물을 수용토록 연결설치되고 물을 살균가능하게 자외선이 발광되는 살균수단과; 상기 살균수단을 거쳐 이동된 물의 이동경로 상에 장착되고 자기장을 생성하여 물을 자화시키는 자화수단과; 상기 자화수단으로부터 공급된 물을 가열가능하게 수용하여 온수를 저장하는 온수조와; 상기 자화수단으로부터 공급된 물을 냉각가능하게 수용하여 냉수를 저장하는 냉수조와; 상기 온수조 및 상기 냉수조의 사이에 고정 설치되고 상기 온수조에 채워진 물을 지속적으로 가열하는 동시에 상기 냉수조에 채워진 물을 지속적으로 냉각시키는 냉온기;를 포함하고, 상기 냉온기는 전류공급에 의해 상기 온수조에 접하는 한쪽 면에 열을 발생하는 발열면과 함께 상기 냉수조에 접하는 한쪽 면에서 열을 흡수하는 냉각면이 형성되는 열전소자를 포함하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 세라믹필터는 산화알루미늄으로 구성하되 산화알루미늄 분말에 나노솔트분말을 혼합하여 코팅제인 폴리머 또는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)로 코팅한 다음 금형에 의해 성형한 성형물을 1500~2000℃의 온도에서 소결한 후 세척하여 코팅제 및 나노솔트분말이 제거된 나노 기공을 갖는 세라믹필터를 사용하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 살균수단은 상기 물공급원으로부터 상기 세라믹필터를 거쳐 공급되는 물을 수용하여 살균가능한 공간을 구비하는 살균수조와, 상기 살균수조 내에 설치되고 257.3㎚의 자외선 발광하는 LED램프를 포함하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 온수조 및 상기 냉수조에는 상부에 연결되어 물이 유입가능하게 설치되는 유입관과, 상기 온수조 및 상기 냉수조의 하부에 연결 설치되어 물을 배출가능하고 온수 및 냉수에 대한 물의 배출 여부를 설정할 수 있게 배수개폐밸브가 설치되는 물배수관을 포함하고, 상기 온수조 및 상기 냉수조 내에 구비되고 상기 유입관을 통하여 유입되는 물이 차올라 만수위에 따른 상기 유입관을 폐쇄하도록 비중이 물보다 작도록 설정한 부력밸브를 포함하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 냉온기에는 상기 열전소자의 발열면 및 냉각면에 각각 접하도록 설치되고 상기 열전소자의 발열면 및 냉각면에 생성된 열원을 PCM에 의해 축적하면서 상기 온수조 및 상기 냉수조의 물에 각각 온기 및 냉기를 전달하는 열축적수단을 더 포함하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 온수조 및 상기 냉수조로부터 가열 및 냉각된 물을 수소수로 이온화시키는 이온화수단을 더 포함하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기를 기술구성의 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명의 실시예는 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예는 해당 기술분야에서 보통의 지식을 가진 자가 본 발명을 이해할 수 있도록 설명하기 위해서 제공되는 것이고, 도면에서 나타내는 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 예시적으로 나타내는 것이다.
먼저 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 물공급원(10)과, 세라믹필터(20)와, 살균수단(30)과, 자화수단(40)과, 온수조(50a) 및 냉수조(50b)와, 냉온기(60)를 포함하여 이루어진다.
상기 물공급원(10)으로는 가정이나 사무실 등의 생활공간에 식수나 생활수로 공급하기 위한 물이 저장되는 물탱크나 지하수 등이 사용 가능하다.
상기 물공급원(10)은 수도관을 통해 물이 공급될 수 있도록 연결된다.
상기에서 세라믹필터(20)를 비롯한 전반적인 정수기의 구성(살균수단(30) 및 자화수단(40), 온수조(50a) 및 냉수조(50b), 냉온기(60))은 정수기의 본체케이스(5) 내에서 상기 물공급원(10)으로부터 공급되는 물의 이동경로를 따라 순차적으로 접하도록 장착된다.
상기 세라믹필터(20)는 상기 물공급원(10)의 수도관을 통하여 공급되는 물이 가장 우선적으로 접하도록 배치되고 물에 함유된 이물질을 여과하는 기능을 수행할 수 있도록 장착된다.
상기 세라믹필터(20)의 표면에는 나노 크기의 기공 즉 나노기공(25)이 다수로 구비된다.
상기에서 나노기공(25)은 상기 세라믹필터(20) 상에 다수로 구비되되 상기 세라믹필터(20)에 전체적으로 고르게 분포되도록 구비한다.
상기 세라믹필터(20)는 전반적인 외형의 재료가 산화알루미늄으로 구성하되 나노솔트분말을 사용하여 나노 기공을 갖는 세라믹필터(20)를 적용하여 이루어진다. 즉 상기 세라믹필터(20)는 산화알루미늄 분말에 나노솔트분말을 혼합하여 코팅제인 폴리머 또는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-HEMA:2-hydroxyethyl methacrylate)로 코팅한 다음 금형에 의해 성형한 성형물을 1500~2000℃의 온도에서 소결한 후 세척하여 코팅제 및 나노솔트분말이 제거된 나노 기공을 갖는 세라믹필터(20)를 사용하여 구성한다.
상기 세라믹필터(20)의 주원료인 산화알루미늄은 의료용 백색의 무기원료로서, 인공치아나 인공뼈 등에 이용되도록 인체에 무해하고 내구성이 우수한 바이오 세라믹스를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 세라믹필터(20)에 나노기공(25)을 형성하기 위해 사용되는 나노솔트분말은 수용성 염 분말을 사용한다. 즉 상기 나노기공(25)은 필터체로 성형한 후 세척하는 과정에서 나노솔트분말이 제거되면서 형성되므로 나노솔트분말은 물과 같은 수용액에 용해될 수 있도록 수용성인 염 분말을 적용하여 사용한다.
상기 세라믹필터(20)는 판자형태의 블록형이나 원통형 등 다양한 형상으로 제조된 필터를 사용하여 구성하는 것이 가능하다.
상기 세라믹필터(20)는 물의 이동경로 상에 순차적으로 복수 개가 배치되어 여러 차례에 걸쳐 물이 반복적으로 여과될 수 있게 구성하는 것이 가능하다.
상기에서 복수 개의 상기 세라믹필터(20)를 구성하는 경우 나노기공(25)의 크기 및 분포가 서로 다른 세라믹필터(20)를 적용하여 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 물공급원(10)의 수도관을 통하여 가장 우선적으로 접하는 상기 세라믹필터(20)를 기준으로 복수 개의 세라믹필터(20)에 구비된 나노기공(25)의 크기가 점점 작고 조밀한 분포를 이루도록 구성하여 점점 세밀한 이물질이 여과될 수 있도록 한다.
상기 살균수단(30)은 상기 세라믹필터(20)로부터 여과된 물을 수용토록 연결설치되고 물을 살균가능하게 자외선을 발광시키는 것으로서, 살균수조(31)와 LED램프(33)로 구성된다.
상기 살균수조(31)는 물이 살균가능한 공간을 이루는 것으로, 상기 물공급원(10)으로부터 상기 세라믹필터(20)를 거쳐 공급되는 물을 일정량 수용가능하게 구비된다.
상기 LED램프(33)는 물을 살균가능한 광원을 생성시켜 물을 살균처리하는 기능을 수행한다.
상기 LED램프(33)는 상기 살균수조(31) 내에 설치되되 상기 살균수조(31) 내에 수용된 물을 향해 다양한 방향에서 살균 광원을 조사하도록 복수 개를 구비하여 구성하는 것이 바람직하다.
상기 LED램프(33)는 광원으로 자외선을 생성시키되 257.3㎚의 자외선을 발광하도록 구성한다.
상기와 같이 살균수단(30)을 구성하게 되면, 세라믹필터(20)로부터 여과된 물을 살균처리하므로 미생물을 제거하면서 세균번식을 차단하여 수질정화효율 대폭 향상시키는 것이 가능하다.
상기 자화수단(40)은 자기장을 생성하여 물을 자화시키는 기능을 수행하는 것으로서, 상기 살균수단(30)을 거쳐 이동된 물의 이동경로 상에 장착된다.
상기 자화수단(40)은 물이 이동가능한 금속관체의 외면에 5,000~10,000가우스의 영구자석을 그 극성이 서로 다르게 부착하여 상호 간에 형성되는 자기장으로부터 물을 자화시킬 수 있도록 구성된다.
상기 자화수단(40)에 있어서는 일반적으로 정수기나 정수장치 등에서 사용하는 다양한 자화수설비의 구조를 적용하여 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 각각 상기 자화수단(40)을 거쳐 이동된 물을 구분하여 저장한다. 즉 상기 온수조(50a)는 상기 자화수단(40)으로부터 공급된 물을 가열가능하게 수용하여 온수를 저장하고, 상기 냉수조(50b)는 상기 자화수단(40)으로부터 공급된 물을 냉각가능하게 수용하여 냉수를 저장하도록 구성된다.
상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)는 각각 물을 수용할 수 있는 상자형상으로 이루어진다.
상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)는 하나의 수조에 내부가 2개의 구역(예를 들면, 온수구역 및 냉수구역)으로 구획하여 구성하는 것도 가능하고, 상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)가 각각 서로 구분하여 개별적은 수조를 이루되 서로 근접한 거리로 위치하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)에는 각각 상부에 연결되어 물이 유입가능하게 설치되는 유입관(51)과, 상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)의 하부에 각각 물을 배출가능하게 연결 설치되는 물배수관(53)이 구성된다.
상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b) 내에는 상부에 상기 유입관(51)을 통하여 유입되는 물이 차올라 상기 유입관(51)으로 배출되는 현상을 방지하기 위하여 부력밸브(52)를 설치하여 구성하는 것도 가능하다.
상기 부력밸브(52)는 상기 유입관(51)을 통하여 유입되는 물이 차올라 만수위에 따른 상기 유입관(51)을 폐쇄하도록 비중이 물보다 작도록 설정하여 구성된다. 즉 상기 부력밸브(52)는 상기 유입관(51)으로 유입되어 상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b) 내에 물이 차오를 때에는 물과 함께 떠올라 상기 유입관(51)의 유로를 막게 되어 물이 역류하는 것을 방지하는 것이 가능하다.
상기 부력밸브(52)는 합성수지 폼이나 공기주머니 등을 구형상으로 성형하여 사용하는 것이 가능하다.
상기 물배수관(53)에는 상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)에 각각 채워진 온수 및 냉수에 대한 물의 배출 여부를 설정할 수 있게 배수개폐밸브(54)가 설치된다.
상기 냉온기(60)는 상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)의 사이에 고정 설치된다. 즉 상기 냉온기(60)는 상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)의 사이에서 한쪽 면은 상기 온수조(50a)의 측면에 접하고 반대쪽 면은 상기 냉수조(50b)에 접하도록 설치된다.
상기 냉온기(60)는 상기 온수조(50a)에 채워진 물을 지속적으로 가열하는 동시에 상기 냉수조(50b)에 채워진 물을 지속적으로 냉각시키도록 구성된다.
상기 냉온기(60)는 전류공급에 의해 열온과 냉온을 생성시키는 열전소자(61)로 이루어진다.
상기 열전소자(61)는 두께가 얇은 판자형상으로 이루어지고, 외부로부터 전류가 흐를 수 있도록 서로 다른 종류의 금속을 접합한 반도체 구조로 형성된다.
상기 열전소자(61)는 전류공급에 의해 한쪽 면(상기 온수조(50a)에 접하는 면)에 열을 발생하는 발열면(62)과 함께 상기 발열면(62)의 반대쪽 면(상기 냉수조(50b)에 접하는 면)에서 열을 흡수하는 냉각면(63)을 형성한다.
상기에서 열전소자(61)는 열과 전기의 관계현상인 펠티어 효과(peltier effect)를 이용하는 것으로서, 2개의 서로 다른 금속 접속점에 전류를 흘리면 그 전류의 방향에 따라서 한쪽은 열을 발생시키고 다른 한쪽은 열을 흡수하는 현상을 적용토록 이루어진다.
상기 냉온기(60)에는 상기 열전소자(61)의 양쪽 면(발열면(62) 및 냉각면(63))에 접하여 방열구조를 이루는 방열기판(64)을 구성하는 것도 가능하다.
상기 방열기판(64)은 상기 열전소자(61)로부터 생성되는 열온이나 냉온의 전달이 빠르게 이뤄질 수 있게 열전도율이 우수한 금속재질로 이루어진다.
상기 방열기판(64)은 상기 열전소자(61)보다 큰 면적을 이루도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉 상기 방열기판(64)은 상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)의 면적 내에서 최대한 넓은 접촉면을 확보토록 구성하는 것이 바람직하다.
도면에 나타내지는 않았지만 상기 방열기판(64)에는 상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)가 위치한 방향을 향해 연장되는 복수 개의 방열핀을 구성하는 것도 가능하다.
또한 상기 냉온기(60)에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 열전소자(61)의 발열면(62) 및 냉각면(63)에 각각 접하도록 설치되고 열원을 축적한 후 상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)의 물에 각각 온기 및 냉기가 전달될 수 있도록 형성되는 열축적수단(65)을 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
상기 열축적수단(65)은 상기 열전소자(61)의 발열면(62) 및 냉각면(63)에 생성된 열원을 축적할 수 있도록 PCM(66) 물질이 구비된다.
상기 열축적수단(65)은 PCM(66) 물질이 충진될 수 있는 구획된 공간이 구비된 금속판재로 이루어진다.
상기와 같이 열축적수단(65)을 구성하게 되면, 열전소자(61)로부터 생성되는 열온이나 냉온을 지속적으로 유지할 수 있어 온도전달효율을 보다 향상시키는 것이 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 물공급원(10)으로부터 수도관을 따라 공급된 물은 나노기공(25)을 갖는 세라믹필터(20)를 거쳐 물에 함유된 이물질이 여과되고, 1차적으로 여과된 물은 살균수단(30)으로 공급되어 살균수조(31) 내에 수용되므로 LED램프(33)의 자외선 광원으로부터 살균처리된다. 이어 살균처리된 물은 자화수단(40)에 접하면서 자기장에 의해 자화된 다음 온수조(50a) 및 냉수조(50b)로 물이 분할공급되어 각각 물을 저장하고 냉온기(60)의 열전소자(61)에 전류가 전달됨에 따라 발열면(62)에서는 열을 생성되어 상기 온수조(50a)의 물을 가열하며 상기 열전소자(61)의 냉각면(63)에서는 열을 흡수하여 냉온을 생성하므로 상기 냉수조(50b)의 물을 냉각시킨다. 이후 사용자로부터 배수개폐밸브(54)의 조작 여부에 따라 상기 온수조(50a)로부터 온수를 배출하며 상기 냉수조(50b)에서는 냉수를 배출하게 된다.
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기에 의하면, 전체적으로 나노 크기의 기공이 형성된 세라믹 필터를 적용하여 구성하므로, 균일한 크기 및 분포의 나노 기공에 의해 여과하여 수질정화효율을 대폭 향상시키고 필터의 막힘 현상을 방지하여 필터 교체수명을 연장함은 물론 정수기의 유지관리비용을 낮추며 항상 안정적으로 정수하는 것이 가능하다.
뿐만 아니라 본 발명은 온수 및 냉수를 유지토록 전류공급에 의해 발열면과 냉각면을 동시에 생성하는 열전소자를 구성하므로, 냉온 온도유지가 원활하고 구조가 간단하여 설치작업이 매우 간편함은 물론 유지 보수가 용이하며 생산비용을 낮춰 제품의 가격경쟁률을 향상시키는 것이 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기의 다른 실시예는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 온수조(50a) 및 상기 냉수조(50b)로부터 가열 및 냉각된 물을 수소수로 이온화시키는 이온화수단(70)을 더 포함하여 이루어진다.
상기 이온화수단(70)은 물을 전기분해하여 산소와 수소를 생성하는 전해조(71)를 구비하고, 상기 전해조(71)에서 생성된 수소를 용해시켜 수소수를 생성하는 용해조(73)를 구비하여 구성된다.
상기 전해조(73)에서 물의 전기분해로 생성되는 산소의 경우 외부로 배출될 수 있도록 구성하고 수소만을 별도로 물에 공급하도록 구성하는 것이 바람직하다.
즉 상기한 다른 실시예와 같이 본 발명을 구성하면, 물로부터 수소수를 효과적으로 생성하여 물에 대한 수질개선을 보다 효율적으로 도모하는 것이 가능하다.
상기한 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 일실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기에서는 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
5 : 본체케이스 10 : 물공급원 20 :세라믹필터
25 : 나노기공 30 : 살균수단 31 : 살균수조
33 : LED램프 40 : 자화수단 50a : 온수조
50b : 냉수조 51 : 유입관 52 : 부력밸브
53 : 물배수관 54 : 배수개폐밸브 60 : 냉온기
61 : 열전소자 62 : 발열면 63 : 냉각면
64 : 방열기판 65 : 열축적수단 66 : PCM
70 : 이온화수단 71 : 전해조 73 : 용해조
25 : 나노기공 30 : 살균수단 31 : 살균수조
33 : LED램프 40 : 자화수단 50a : 온수조
50b : 냉수조 51 : 유입관 52 : 부력밸브
53 : 물배수관 54 : 배수개폐밸브 60 : 냉온기
61 : 열전소자 62 : 발열면 63 : 냉각면
64 : 방열기판 65 : 열축적수단 66 : PCM
70 : 이온화수단 71 : 전해조 73 : 용해조
Claims (6)
- 물을 수도관을 통해 공급하는 물공급원과;
상기 물공급원의 수도관을 통하여 공급되는 물에 함유된 이물질이 여과될 수 있도록 장착되고 표면에 나노기공을 구비하는 세라믹필터와;
상기 세라믹필터로부터 여과된 물을 수용토록 연결설치되고 물을 살균가능하게 자외선이 발광되는 살균수단과;
상기 살균수단을 거쳐 이동된 물의 이동경로 상에 장착되고 자기장을 생성하여 물을 자화시키는 자화수단과;
상기 자화수단으로부터 공급된 물을 가열가능하게 수용하여 온수를 저장하는 온수조와;
상기 자화수단으로부터 공급된 물을 냉각가능하게 수용하여 냉수를 저장하는 냉수조와;
상기 온수조 및 상기 냉수조의 사이에 고정 설치되고 상기 온수조에 채워진 물을 지속적으로 가열하는 동시에 상기 냉수조에 채워진 물을 지속적으로 냉각시키는 냉온기;를 포함하고,
상기 냉온기는 전류공급에 의해 상기 온수조에 접하는 한쪽 면에 열을 발생하는 발열면과 함께 상기 냉수조에 접하는 한쪽 면에서 열을 흡수하는 냉각면이 형성되는 열전소자를 포함하며,
상기 세라믹필터는 산화알루미늄으로 구성하되 산화알루미늄 분말에 나노솔트분말을 혼합하여 코팅제인 폴리머 또는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)로 코팅한 다음 금형에 의해 성형한 성형물을 1500~2000℃의 온도에서 소결한 후 세척하여 코팅제 및 나노솔트분말이 제거된 나노 기공을 갖는 세라믹필터를 사용하도록 이루어지는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 살균수단은, 상기 물공급원으로부터 상기 세라믹필터를 거쳐 공급되는 물을 수용하여 살균가능한 공간을 구비하는 살균수조와, 상기 살균수조 내에 설치되고 257.3㎚의 자외선 발광하는 LED램프를 포함하여 이루어지는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기.
- 청구항 1에 있어서,
상기 온수조 및 상기 냉수조에는 상부에 연결되어 물이 유입가능하게 설치되는 유입관과, 상기 온수조 및 상기 냉수조의 하부에 연결 설치되어 물을 배출가능하고 온수 및 냉수에 대한 물의 배출 여부를 설정할 수 있게 배수개폐밸브가 설치되는 물배수관을 포함하고,
상기 온수조 및 상기 냉수조 내에 구비되고 상기 유입관을 통하여 유입되는 물이 차올라 만수위에 따른 상기 유입관을 폐쇄하도록 비중이 물보다 작도록 설정한 부력밸브를 포함하여 이루어지는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기.
- 청구항 1에 있어서,
상기 냉온기에는 상기 열전소자의 발열면 및 냉각면에 각각 접하도록 설치되고 상기 열전소자의 발열면 및 냉각면에 생성된 열원을 PCM에 의해 축적하면서 상기 온수조 및 상기 냉수조의 물에 각각 온기 및 냉기를 전달하는 열축적수단을 더 포함하여 이루어지는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기.
- 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온수조 및 상기 냉수조로부터 가열 및 냉각된 물을 수소수로 이온화시키는 이온화수단을 더 포함하여 이루어지는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기.
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| KR1020140068238A KR101600387B1 (ko) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020140068238A KR101600387B1 (ko) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기 |
Publications (2)
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|---|---|
| KR20150140048A KR20150140048A (ko) | 2015-12-15 |
| KR101600387B1 true KR101600387B1 (ko) | 2016-03-07 |
Family
ID=55021112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020140068238A KR101600387B1 (ko) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | 나노 기공을 갖는 세라믹 필터가 구비된 냉온 정수기 |
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| KR102033121B1 (ko) * | 2018-12-05 | 2019-10-16 | 농업회사법인 (주)영바이오 | 양액 공급 장치 및 이를 포함하는 작물 재배 시스템 |
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| KR100521631B1 (ko) * | 2003-06-03 | 2005-10-12 | 웅진코웨이주식회사 | 정수기의 이중 원수 차단 시스템 |
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2014
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|---|---|---|---|---|
| KR200280738Y1 (ko) * | 2002-03-26 | 2002-07-13 | 김현택 | 차량용 냉온수기 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102033121B1 (ko) * | 2018-12-05 | 2019-10-16 | 농업회사법인 (주)영바이오 | 양액 공급 장치 및 이를 포함하는 작물 재배 시스템 |
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| KR20150140048A (ko) | 2015-12-15 |
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