KR101603214B1 - 정수기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정수수를 저장하는 정수 탱크(160), 상기 정수 탱크(160)에 연결되어 정수수가 배출되게 하는 정수관(162), 상기 정수관(162)의 상류측에서 분기하는 상류측 바이패스관(210a)과 상기 정수관(162)의 하류측에서 합쳐지는 하류측 바이패스관(210b)을 구비하는 바이패스관, 및 내부에 수용된 물을 전기 분해하여 살균수를 생성하는 전극 살균 모듈(220)을 구비하고, 상기 상류측 바이패스관(210a)을 통해 정수수를 공급받고 상기 하류측 바이패스관(210b)을 통해 살균수를 배출하는 전해 살균 장치(200), 상기 정수관(162)의 말단에 설치되는 코크(164), 상기 코크(164)를 개방 또는 폐쇄하는 코크 밸브(165), 상기 상류측 바이패스관(210a)을 개방 또는 폐쇄하는 개폐 밸브(250), 및 상기 개폐 밸브(250)의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 코크(164)가 개방된 때에 상기 상류측 바이패스관(210a)을 폐쇄하고, 상기 코크(164)가 폐쇄된 때에 상기 전해 살균 장치(200)에 물이 수용되도록 상기 상류측 바이패스관(210a)을 개방하며, 상기 코크(164)가 폐쇄되고 상기 전해 살균 장치(200)에 물이 수용되면 상기 제어부는 상기 전극 살균 모듈(220)을 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 정수수가 추출되지 않을 때에 소량의 고농도의 살균수를 만들어놓고, 정수수가 추출될 때에 이 살균수를 정수수와 함께 추출되게 함으로써 적당한 희석된 농도의 살균수를 사용자가 음용할 수 있다.
정수관, 바이패스관, 전해 살균 장치, 전극 살균 모듈
Description
본 발명은 정수기에 관한 것이다.
일반적으로 정수기(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이 침전 필터(11), 선카본 필터(12), 역삼투여과 필터(13) 또는 한외여과 필터(13), 및 후카본 필터(14)의 조합으로 된 필터부를 구비한다. 이러한 4단계의 필터를 거친 정수수는 정수 탱크(16)에 저장되어 코크를 통해 사용자에게 제공된다.
그러나, 저장 탱크(16)는 에어 벤트의 설치 등으로 완벽한 밀봉이 어려우므로 대기와의 접촉을 통해 세균이나 미생물 등이 증식하여 정수수의 2차 오염으로 연결될 수 있는 우려가 있고, 이러한 문제점을 해결하기 위해 전해 살균 장치(15)를 후카본 필터(14)의 후단에 설치하여, 전기 분해를 통해 정수수를 살균하는 방법이 제공되고 있다.
전기 분해에 의한 살균은 서로 다른 극성의 전극 사이를 물이 통과하도록 함으로써 물 속에 잔류하는 세균이나 미생물을 살균 또는 소멸시키는 것이다.
일반적으로 전기 분해를 통한 정수수의 살균은 양극에서 미생물을 직접 산화시키는 직접 산화 반응과, 양극에서 발생할 수 있는 여러가지 산화성 혼합 물 질(MO: Mixed Oxidant), 예컨대 염소, 오존, OH 라디칼, 산소 라디칼 등이 미생물을 산화시키게 하는 간접 산화 반응이 복합적으로 진행되어 이루어진다.
전해 살균 장치(15)로부터 생성되는 산화성 혼합 물질은 미생물을 사멸시켜 안전한 물을 공급한다는 긍정적인 측면과, 과다한 산화성 혼합 물질의 생성으로 인해 물맛이 나빠지는 부정적인 측면도 있다. 따라서, 물맛을 저해하지 않으면서 소정의 살균 성능을 갖는 수준의 산화성 혼합 물질을 일정한 농도로 생성하도록 전해 살균 장치(15)를 적절하게 제어하는 방법이 요구된다.
전기 분해에 의해 생성되는 산화성 혼합 물질의 농도는 총 용존 고형 물질(TDS: Total Dissolved Solid)의 양에 따라 달라진다. 즉, 총 용존 고형 물질의 양이 많으면 전기 분해가 원활하게 이루어져서 생성되는 산화성 혼합 물질의 양도 많아지지만, 총 용존 고형 물질의 양이 적으면 전기 분해가 잘 이루어지지 않기 때문에 생성되는 산화성 혼합 물질의 양이 적을 수밖에 없다.
그러나, 후카본 필터(14)에서 정수되어 나오는 물은 초기에 총 용존 고형 물질의 농도가 높게 나타나는 등 총 용존 고형 물질의 농도가 일정하지 않다. 따라서, 후카본 필터(14)의 후단에 설치된 전해 살균 장치(15)에 의해 후카본 필터(14)에서 나오는 물을 전기 분해하는 경우 산화성 혼합 물질의 농도가 일정하지 않고 불규칙하여 산화성 혼합 물질을 일정한 농도로 제어하기가 곤란한 문제가 있다.
또한, 역삼투여과 필터를 적용한 정수기의 경우에는, 역삼투여과 필터가 중금속을 포함한 대부분의 이온성 물질과 미생물 등을 제거하기 때문에 역삼투여과 필터를 통과한 물은 총 용존 고형 물질의 농도가 낮고, 한외여과 필터를 적용한 정 수기의 경우에는, 한외여과 필터가 미네랄 등 이온성 물질을 제외하고 오염 물질을 제거하기 때문에 한외여과 필터를 통과한 물은 총 용존 고형 물질의 농도가 높아서, 일정한 농도의 산화성 혼합 물질을 생성하기 위해 적용하는 필터의 종류에 따라 전해 살균 장치의 설계를 다르게 해야 하는 문제가 있다.
또한, 탱크 저장식이 아닌 직수식인 경우에는 추출 유량이 상당히 높으므로, 전해 살균 장치를 적용하기 위해서는 전극 살균 모듈의 용량이 커야 하고, 고전압이 필요하는 등 제품으로 구현하는 데에 한계가 있다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 소용량의 전해 살균 장치를 저전압으로 구동하여 일정한 농도의 살균수를 안정되게 제공할 수 있는 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따르면, 정수수를 저장하는 정수 탱크, 상기 정수 탱크에 연결되어 정수수가 배출되게 하는 정수관, 상기 정수관의 상류측에서 분기하는 상류측 바이패스관과 상기 정수관의 하류측에서 합쳐지는 하류측 바이패스관을 구비하는 바이패스관, 및 내부에 수용된 물을 전기 분해하여 살균수를 생성하는 전극 살균 모듈을 구비하고, 상기 상류측 바이패스관을 통해 정수수를 공급받고 상기 하류측 바이패스관을 통해 살균수를 배출하는 전해 살균 장치를 포함하는 정수기가 제공된다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 상기 정수관의 말단에 설치되는 코크, 상기 코크를 개방 또는 폐쇄하는 코크 밸브, 상기 상류측 바이패스관을 개방 또는 폐쇄하는 개폐 밸브, 및 상기 개폐 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 코크가 개방된 때에 상기 상류측 바이패스관을 폐쇄하고, 상기 코크가 폐쇄된 때에 상기 전해 살균 장치에 물이 수용되도록 상기 상류측 바이패스관을 개방한다.
본 발명의 제3 특징에 따르면, 상기 코크가 폐쇄되고 상기 전해 살균 장치에 물이 수용되면 상기 제어부는 상기 전극 살균 모듈을 구동한다.
본 발명의 제4 특징에 따르면, 상기 전극 살균 모듈은 소정의 주기로 소정의 시간 동안 구동된다.
본 발명의 제5 특징에 따르면, 상기 전극 살균 모듈이 구동될 때 사용자에게 살균중임을 알리는 표시등이 설치된다.
본 발명의 제6 특징에 따르면, 상기 전해 살균 장치는 상기 정수 탱크보다 하측에 배치된다.
본 발명의 제7 특징에 따르면, 상기 전해 살균 장치는 상기 코크보다 상측에 배치된다.
본 발명의 제8 특징에 따르면, 상기 하류측 바이패스관이 연결되는 상기 정수관의 부분은 단면적이 그 주변부보다 작게 형성된다.
본 발명의 제9 특징에 따르면, 원수가 배출되는 원수관, 상기 원수관의 상류측에서 분기하는 상류측 바이패스관과 상기 원수관의 하류측에서 합쳐지는 하류측 바이패스관을 구비하는 바이패스관, 및 내부에 수용된 물을 전기 분해하여 살균수를 생성하는 전극 살균 모듈을 구비하고, 상기 상류측 바이패스관을 통해 원수를 공급받고 상기 하류측 바이패스관을 통해 살균수를 배출하는 전해 살균 장치를 포함하는 정수기가 제공된다.
본 발명에 따르면, 정수수가 추출되지 않을 때에 소량의 고농도의 살균수를 만들어놓고, 정수수가 추출될 때에 이 살균수를 정수수와 함께 추출되게 함으로써 적당한 희석된 농도의 살균수를 사용자가 음용할 수 있다.
또한, 전해 살균 장치는 소량의 물에만 전기를 인가하여 살균수를 생성하므로 전극 살균 모듈을 소형화할 수 있고 전력 소모가 적으며 제어가 용이하다.
또한, 흐르는 물이 아니라 안정되게 수용된 상태의 물을 전기 분해하기 때문에 전기를 인가하는 시간에 의해서 살균수의 농도를 조절할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정수기(100)의 구성도를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 정수기(100)는 수돗물 등의 원수 중의 미세한 입자를 제거하는 침전 필터(110), 잔류 염소나 냄새 유발 물질 및 휘발성 유기 물질 등을 흡착하여 제거하는 선카본 필터(120), 중금속을 포함한 대부분의 이온성 물질과 미생물 등을 제거하는 역삼투여과 필터(130) 또는 이온성 물질을 제외한 대부분의 오염 물질을 제거하는 한외여과 필터(130), 및 냄새 제거와 물맛 향상을 위한 후카본 필터(140)의 조합으로 된 필터부를 구비한다. 이러한 4단계의 필터를 거친 정수수는 정수 탱크(160)에 저장된다.
정수 탱크(160)에는 정수관(162)이 연결 설치되어 정수수가 배출될 수 있다. 정수관(162)의 말단에는 코크(164)와 코크(164)를 개방 또는 폐쇄하는 코크 밸브(165)가 설치된다. 사용자는 예컨대, 코크 밸브(165)를 작동시키는 레버를 눌러서 코크(164)를 개방함으로써 정수수를 취출할 수 있다.
정수관(162)의 도중에는 바이패스관이 설치된다. 바이패스관은 정수관(162) 의 상류측에서 분기하는 상류측 바이패스관(210a)과 정수관(162)의 하류측에서 합쳐지는 하류측 바이패스관(210b)으로 이루어진다.
바이패스관에는 전해 살균 장치(200)가 설치된다. 전해 살균 장치(200)는 일정 간격으로 서로 대향하여 배치된 양전극과 음전극을 구비한 전극 살균 모듈(220)로 물을 전기 분해하여 산화성 혼합 물질을 함유하는 살균수를 만드는 장치로서, 전해 살균 장치의 구성은 특허 제0233775호, 특허 제0621937호 등에 개시되어 있으므로 여기서는 구체적인 구성에 대한 설명을 생략한다.
전해 살균 장치(200)는 정수관(162)의 상류측에서 분기하는 상류측 바이패스관(210a)을 통해 정수수를 공급받고, 살균수를 생성한 후 정수관(162)의 하류측에서 합쳐지는 하류측 바이패스관(210b)을 통해 살균수를 배출한다.
상류측 바이패스관(210a)에는 개폐 밸브(250)가 설치되어 상류측 바이패스관(210a)을 개방 또는 폐쇄함으로써 전해 살균 장치(200)로 유입되는 물이 제어될 수 있다. 개폐 밸브(250)는 예컨대, 전기적으로 작동하는 솔레노이드 밸브가 될 수 있다.
전해 살균 장치(200)에는 수위 센서(230)가 설치되어 내부에 수용되는 물의 수위를 감지할 수 있다.
전해 살균 장치(200)에는 또한 에어 벤트(240)가 설치되어 전해 살균 장치(200)로 물이 원활하게 유입되고 유출되게 할 수 있다.
전해 살균 장치(200)는 정수 탱크(160)보다 하측에 배치하는 것이 바람직하다. 전해 살균 장치(200)를 정수 탱크(160)의 하측에 배치함으로써 상류측 바이패 스관(210a)이 개방되었을 때 중력에 의해 정수 탱크(160)의 물이 전해 살균 장치(200)로 유입될 수 있다.
또한, 전해 살균 장치(200)는 코크(164)보다 상측에 배치되는 것이 바람직하다. 전해 살균 장치(200)가 코크(164)보다 상측에 배치됨으로써 코크(164)가 개방되었을 때 전해 살균 장치(200)의 살균수가 중력에 의해 정수관(162)으로 유입되어 코크(164)를 통해 배출될 수 있다.
또한, 하류측 바이패스관(210b)에 연결되는 정수관(162)의 부분의 단면적을 그 주변부보다 작게 형성하는 것이 바람직하다("A" 로 표시한 부분 참조). 정수관(162)을 통해 물이 외부로 배출될 때 하류측 바이패스관(210b)과 연결된 정수관(162)의 압력이 낮게 형성되므로 전해 살균 장치(200)의 살균수가 정수관(162) 측으로 쉽게 빠져나갈 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 정수기(100)의 제어를 위한 접속망을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 제어부는 코크 밸브(165), 수위 센서(230), 전극 살균 모듈(220), 및 개폐 밸브(250)에 연결되며, 코크 밸브(165)와 수위 센서(230)에서 신호를 받아 전극 살균 모듈(220)과 개폐 밸브(250)를 제어하도록 구성된다.
코크 밸브(165)가 코크(164)를 폐쇄하면, 제어부는 개폐 밸브(250)에 신호를 보내 상류측 바이패스관(210a)을 개방하도록 한다. 상류측 바이패스관(210a)이 개방되면, 정수 탱크(160)의 정수수가 전해 살균 장치(200)로 유입된다.
전해 살균 장치(200)로 물이 유입되기 시작하여 만수위가 되면 수위 센서(230)가 이를 감지하여 제어부에 신호를 보낸다. 수위 센서(230)의 신호를 받은 제어부는 개폐 밸브(250)에 신호를 보내 상류측 바이패스관(210a)을 폐쇄하도록 한다.
상류측 바이패스관(210a)이 폐쇄되면, 제어부는 전극 살균 모듈(220)를 구동한다. 전극 살균 모듈(220)이 구동되면 전해 살균 장치(200)의 물은 전기 분해되어 염소, 오존, OH 라디칼, 산소 라디칼 등의 산화성 혼합 물질을 함유한 살균수가 된다. 소정의 시간 동안 전극 살균 모듈(220)을 구동함으로써 소정 농도의 살균수를 얻을 수 있다. 전해 살균 장치(200)의 물은 흐르는 물이 아니라 안정된 상태로 수용되어 있기 때문에, 전극 살균 모듈(220)의 구동 시간만으로 살균수의 농도를 제어할 수 있다. 다만, 생성된 살균수는 오랜 시간이 흐르면 자가 분해하여 소멸하기 때문에 주기적으로 전해 살균 모듈(220)을 구동하는 것이 바람직하다. 즉, 소정의 주기로 소정의 시간 동안 구동함으로써, 살균수의 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 한편, 살균수는 후술하는 바와 같이 정수수와 합류하여 희석되므로 음용수보다 고농도로 생성하는 것이 바람직하다.
전해 살균 모듈(220)의 구동 시간과 구동 주기는 적용되는 필터의 종류에 따라 다르게 미리 설정해 놓을 수 있다. 예컨대, 역삼투여과 필터를 적용한 정수기의 경우, 역삼투여과 필터를 통과한 물은 총 용존 고형 물질의 농도가 낮기 때문에 구동 시간을 크게 하고 구동 주기는 짧게 설정하는 것이 바람직할 것이다. 한편, 한외여과 필터를 적용한 정수기의 경우, 한외여과 필터를 통과한 물은 총 용존 고 형 물질의 농도가 높으므로 구동 시간을 짧게 하고 구동 주기는 길게 설정하는 것이 바람직할 것이다.
한편, 사용자가 레버를 조작하여 코크 밸브(165)가 코크(164)를 개방하면, 정수 탱크(160)의 물이 정수관(162)을 통해 코크(164)로 배출되는데, 이 때 전해 살균 장치(200)의 살균수도 하류측 바이패스관(210b)을 통해 정수관(162)의 물과 합류하여 배출된다. 전해 살균 장치(200)는 코크(164)보다 상측에 배치되고, 하류측 바이패스관(210b)에 연결되는 정수관(162)의 단면적이 그 주변부보다 작게 형성되므로, 전해 살균 장치(200)의 살균수는 정수관(162)으로 원활하게 유입되어 정수관(162)의 정수수와 합류할 수 있다.
전해 살균 장치(200)의 살균수와 합류한 정수수는 코크(164)를 통해 추출되어 사용자가 음용할 수 있게 된다. 살균수가 일정한 속도로 정수관(162)의 물과 합류하게 되므로 추출되는 살균수의 농도가 일정하게 유지될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 정수수가 추출되지 않을 때에 소량의 고농도의 살균수를 만들어놓고, 정수수가 추출될 때에 이 살균수를 정수수와 함께 추출되게 함으로써 적당한 희석된 농도의 살균수를 사용자가 음용할 수 있다. 즉, 사용자는 물맛을 저해하지 않으면서 소정의 살균 성능을 갖는 수준의 음용수를 제공받을 수 있는 것이다.
전해 살균 장치(200)는 소량의 물에만 전기를 인가하여 살균수를 생성하므로 전극 살균 모듈(220)을 소형화할 수 있고 전력 소모가 적으며 제어가 용이하다. 또한, 흐르는 물이 아니라 안정되게 수용된 상태의 물을 전기 분해하기 때문에 전 기를 인가하는 시간에 의해서 살균수의 농도를 조절할 수 있다.
한편, 전해 살균 모듈(220)이 작동하여 살균수를 생성하는 동안에는 사용자가 코크(164)를 통해 물을 추출할 수 없도록 정수기 본체에 표시등을 설치해 놓는 것이 바람직하다. 예컨대, 살균수가 완성되어 전해 살균 모듈(220)이 작동하지 않을 때에는 표시등을 점등하고, 전해 살균 모듈(220)이 작동하여 살균수를 생성하는 동안에는 표시등을 점멸하여 물을 추출할 수 없는 상태임을 사용자에게 알려줄 수 있다.
한편, 본 발명은 정수 탱크가 없는 직수형 정수기에도 적용할 수 있음은 물론이다. 직수형 정수기에 적용하는 경우 정수관(162) 대신 원수관을 직접 연결하여 설치하면 된다.
도 1은 통상적인 정수기의 구성도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정수기의 구성도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 정수기의 제어를 위한 접속망을 도시한 것이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
160 정수 탱크 162 정수관
164 코크 165 코크 밸브
200 전해 살균 장치 210a 상류측 바이패스관
210b 하류측 바이패스관 220 전극 살균 모듈
230 수위 센서 240 에어 벤트
250 개폐 밸브
Claims (9)
- 정수수를 저장하는 정수 탱크(160),상기 정수 탱크(160)에 연결되어 정수수가 배출되게 하는 정수관(162),상기 정수관(162)의 상류측에서 분기하는 상류측 바이패스관(210a)과 상기 정수관(162)의 하류측에서 합쳐지는 하류측 바이패스관(210b)을 구비하는 바이패스관, 및내부에 수용된 물을 전기 분해하여 살균수를 생성하는 전극 살균 모듈(220)을 구비하고, 상기 상류측 바이패스관(210a)을 통해 정수수를 공급받고 상기 하류측 바이패스관(210b)을 통해 살균수를 배출하는 전해 살균 장치(200),상기 정수관(162)의 말단에 설치되는 코크(164),상기 코크(164)를 개방 또는 폐쇄하는 코크 밸브(165),상기 상류측 바이패스관(210a)을 개방 또는 폐쇄하는 개폐 밸브(250), 및상기 개폐 밸브(250)의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,상기 제어부는, 상기 코크(164)가 개방된 때에 상기 상류측 바이패스관(210a)을 폐쇄하고, 상기 코크(164)가 폐쇄된 때에 상기 전해 살균 장치(200)에 물이 수용되도록 상기 상류측 바이패스관(210a)을 개방하며,상기 코크(164)가 폐쇄되고 상기 전해 살균 장치(200)에 물이 수용되면 상기 제어부는 상기 전극 살균 모듈(220)을 구동하는 것을 특징으로 하는 정수기.
- 삭제
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- 청구항 1에 있어서,상기 전극 살균 모듈(220)은 소정의 주기로 소정의 시간 동안 구동되는 것을 특징으로 하는 정수기.
- 청구항 1에 있어서,상기 전극 살균 모듈(220)이 구동될 때 사용자에게 살균중임을 알리는 표시등이 설치된 것을 특징으로 하는 정수기.
- 청구항 1에 있어서,상기 전해 살균 장치(200)는 상기 정수 탱크(160)보다 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기.
- 청구항 1에 있어서,상기 전해 살균 장치(200)는 상기 코크(164)보다 상측에 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기.
- 청구항 1에 있어서,상기 하류측 바이패스관(210b)이 연결되는 상기 정수관(162)의 부분은 단면적이 그 주변부보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기.
- 원수가 배출되는 원수관,상기 원수관의 상류측에서 분기하는 상류측 바이패스관과 상기 원수관의 하류측에서 합쳐지는 하류측 바이패스관을 구비하는 바이패스관, 및내부에 수용된 물을 전기 분해하여 살균수를 생성하는 전극 살균 모듈을 구비하고, 상기 상류측 바이패스관을 통해 원수를 공급받고 상기 하류측 바이패스관을 통해 살균수를 배출하는 전해 살균 장치,상기 원수관의 말단에 설치되는 코크,상기 코크를 개방 또는 폐쇄하는 코크 밸브,상기 상류측 바이패스관을 개방 또는 폐쇄하는 개폐 밸브 및,상기 개폐 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,상기 제어부는, 상기 코크가 개방된 때에 상기 상류측 바이패스관을 폐쇄하고, 상기 코크가 폐쇄된 때에 상기 전해 살균 장치에 물이 수용되도록 상기 상류측 바이패스관을 개방하며,상기 코크가 폐쇄되고 상기 전해 살균 장치에 물이 수용되면 상기 제어부는 상기 전극 살균 모듈을 구동하는 것을 특징으로 하는 정수기.
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