KR101674216B1 - 이온 정수기 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 이온 정수기는 필터부와 전해조를 포함하는 이온 정수기에 관한 것으로서, 상기 필터부는 이온교환수지 필터를 포함하는 것이 특징이다. 이러한 본 발명은 이온 정수기에 이온교환수지 필터를 포함시킴으로서, 경도가 높은 원수를 효율적으로 정수하고, 이에 따라 고품질의 이온수를 제공할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 이온 정수기에 관한 것으로, 구체적으로는 이온교환수지 필터를 포함하는 이온 정수기에 관한 것이다.
국내 일부 지역 및 산간 지역과, 인도 또는 스페인 등과 같은 특정 국가의 경우, 물의 경도(water hardness)가 매우 높은 값을 나타내고 있다. 이와 같이 경도가 높은 물, 즉 경수는 다양한 양이온(Ca2+, Mg2+) 성분(경도물질)들을 다량 포함하고 있기 때문에 석회 물질(scale) 생성을 유발하여 음용수로는 부족하다는 문제점이 있다.
한편, 적당량의 미네랄이 함유된 약알칼리성의 생수가 이상적인 먹는 물로 알려져 있으며, 유입된 원수를 전기분해하여 플러스(+) 이온의 무기질의 함유된 알칼리 이온수와 산성수로 분해하는 전해조를 포함하는 이온수기가 널리 보급되고 있다. 통상 전해조에서 생성된 산성수는 배출하고 알칼리수를 음용하게 되는데, 알칼리수는 인체에 유해한 활성산소를 제거할 수 있고 인체의 수소이온농도(pH)의 균형을 회복시킬 수 있으며, 만성 설사, 위산과다, 소화불량 등 위장 증산의 개선에 효과가 있다고 알려져 있다. 물의 경도 양이온에 영향을 받으며 이들 물질은 전해조에서의 전기분해 과정에서 전극에 석출된다. 상수도의 경우 경도가 낮아 큰 문제가 없으나 지하수의 경우 경도가 높아 전극에 스케일(scale)이 생성되어 전기분해의 효율을 급격히 저하시키고, 알칼리수 또는 산성수의 품질 문제를 야기한다. 또한, 인도, 스페인 등과 같은 해외지역의 경우 물의 경도가 매우 높은 값을 나타내고 있어 전술한 문제점이 그대로 드러나고 있다.
연수기는 원수상태의 수돗물 및 지하수 등의 경수(hard water)에 함유된 경도물질을 제거하여 연수로 전환시키기 위한 장치로서 연수기 내부에 이온교환수지가 충진되고 그 내부로 원수를 통과시켜 광물성 이온물질을 흡착제거하는 장치를 말한다. 이러한 연수기에 이온교환수지가 사용되고 있으나 상기 이온교환수지를 제생하기 위해서는 별도의 재생시스템을 구비하거나 소금물 등과 같은 재생제를 투입하여 재생하고 있다.
그러나, 아직까지 이러한 이온교환수지를 채용한 이온 정수기는 존재하지 않는 실정이다.
또한, 종래 연수기에서도 이온교환수지를 재생하기 위해서는 별도의 재생시스템에 의하거나 또는 재생제를 투입해야 하는데, 이러한 재생 방식은 연수기의 구조를 복잡하게 하게 할 뿐만 아니라, 재생효율이 낮고 연수기의 생산 단가를 높이는 요인이 되고 있다.
이에 따라, 본 발명은 경도가 높은 원수를 효율적으로 정수하고 고품질의 이온수를 제공할 수 있는 이온 정수기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 경도물질을 제거하거나 저감시키는 이온교환수지 필터를 전해조에서 생성되는 산성수를 이용하여 재생시킴으로써, 별도의 재생시스템이 필요없는 이온 정수기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 전극에서의 스케일 생성을 방지하여 전기분해의 효율 저하를 방지하고 이온수의 품질을 향상시킬 수 있는 이온 정수기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 그 구조가 간단하며 저비용으로 이온교환수지 필터를 재생할 수 있은 이온 정수기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 이온 정수기는, 유체가 유입되는 유입구와 유체가 배출되는 배출구가 형성되며, 유체의 경도물질을 제거하거나 저감하는 이온교환수지 필터를 포함하는 필터부; 상기 필터부에 의해 정화된 유체를 전달받아 전기 분해해서 알칼리수와 산성수를 배출하는 전해조; 상기 전해조에 연결되어 알칼리수를 취출하는 알칼리수취출배관(L6); 상기 전해조에 연결되어 산성수를 취출하는 산성수취출배관(L7); 상기 산성수취출배관에 연결된 산성수경로전환스위치(V3); 및 상기 산성수경로전환스위치에 연결되어 상기 산성수를 상기 이온교환수지 필터로 전달하는 산성수배관(L9)을 포함한다.
일 구체예로, 상기 유체가 상기 이온교환수지 필터로 유입되지 않고 상기 전해조로 전달되도록 하는 원수경로전환스위치(V1)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 구체예로, 상기 산성수배관은 상기 이온교환수지 필터의 유입부에 연결되는 것이 가능하다.
일 구체예로, 상기 이온교환수지 필터로 유입된 산성수는 상기 이온교환수지 필터의 배출부로 배출되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 이온 정수기는, 유입되는 유입구와 유체가 배출되는 배출구가 형성되며, 유체의 경도물질을 제거하거나 저감하는 이온교환수지 필터를 포함하는 필터부; 상기 필터부에 의해 정화된 유체를 전달받아 전기 분해해서 알칼리수와 산성수를 생성하는 전해조; 로 이루어지고, 상기 유입된 유체가 상기 이온교환수지 필터를 통해 상기 전해조에 전달되어 상기 전해조에서 생성된 알칼리수와 산성수를 각각 취출하는 제 1 경로와; 상기 유입된 유체가 상기 이온교환수지 필터를 통과하지 않고 상기 전해조에 전달되어, 상기 전해조에서 생성된 산성수를 상기 이온교환수지 필터에 공급하여 상기 이온교환수지 필터 내의 경도 물질을 제거한 후 배출하는 제 2 경로를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 구체예로, 상기 제 2 경로에서 유입된 유체를 상기 이온교환수지 필터를 통과하지 않고 상기 전해조에 전달하며, 상기 전해조에서 생성된 산성수를 상기 이온교환수지 필터에 공급하는 다수개의 경로전환스위치가 더 설치된 것이 바람직하다.
일 구체예로, 상기 경로전환스위치는 투웨이(two way) 밸브인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 이온 정수기는, 유체를 이온교환수지 필터의 유입구로 유입시키는 제1원수유입배관; 상기 이온교환수지 필터의 배출부와 연결되어 상기 배출부에서 배출된 유체가 유입되고, 상기 유입된 유체를 전기 분해하여 알칼리수와 산성수를 생성하며, 상기 생성된 알칼리수와 산성수를 각각 배출하는 배출구가 형성된 전해조; 상기 전해조의 배출구로부터 산성수를 전달하는 산성수배관; 상기 산성수배관 상에 구비되어 유로를 변경하는 산성수경로전환스위치; 및 상기 제1원수유입배관 상에 구비되고, 상기 산성수경로전환스위치와 연결되어 상기 산성수를 선택적으로 상기 이온교환수지 필터에 공급하는 원수산성수경로전환스위치;를 포함하는 것이 가능하다.
일 구체예로, 상기 제1원수유입배관 경로 상에 설치되어 유입되는 유체가 상기 이온교환수지 필터를 통과하지 않고 상기 전해조로 전달되게 하는 원수경로전환스위치를 포함하는 것이 바람직하다.
일 구체예로, 상기 이온교환수지 필터의 배출부에 연결된 제1정수배관; 상기 제1정수배관 상에 구비되어 유로를 결정하는 정수세척수경로전환스위치; 및 상기 정수세척수경로전환스위치와 연결되어 상기 이온교환수지 필터를 통과한 세척수를 배출하는 세척수드레인배관;을 더 포함하는 것도 가능하다.
일 구체예로, 상기 유체가 상기 이온교환수지 필터로 유입되지 않고 상기 전해조로 전달되도록 하는 원수경로전환스위치(V1)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 구체예로, 상기 산성수배관은 상기 이온교환수지 필터의 유입부에 연결되는 것이 가능하다.
일 구체예로, 상기 이온교환수지 필터로 유입된 산성수는 상기 이온교환수지 필터의 배출부로 배출되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 이온 정수기는, 유입되는 유입구와 유체가 배출되는 배출구가 형성되며, 유체의 경도물질을 제거하거나 저감하는 이온교환수지 필터를 포함하는 필터부; 상기 필터부에 의해 정화된 유체를 전달받아 전기 분해해서 알칼리수와 산성수를 생성하는 전해조; 로 이루어지고, 상기 유입된 유체가 상기 이온교환수지 필터를 통해 상기 전해조에 전달되어 상기 전해조에서 생성된 알칼리수와 산성수를 각각 취출하는 제 1 경로와; 상기 유입된 유체가 상기 이온교환수지 필터를 통과하지 않고 상기 전해조에 전달되어, 상기 전해조에서 생성된 산성수를 상기 이온교환수지 필터에 공급하여 상기 이온교환수지 필터 내의 경도 물질을 제거한 후 배출하는 제 2 경로를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 구체예로, 상기 제 2 경로에서 유입된 유체를 상기 이온교환수지 필터를 통과하지 않고 상기 전해조에 전달하며, 상기 전해조에서 생성된 산성수를 상기 이온교환수지 필터에 공급하는 다수개의 경로전환스위치가 더 설치된 것이 바람직하다.
일 구체예로, 상기 경로전환스위치는 투웨이(two way) 밸브인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 이온 정수기는, 유체를 이온교환수지 필터의 유입구로 유입시키는 제1원수유입배관; 상기 이온교환수지 필터의 배출부와 연결되어 상기 배출부에서 배출된 유체가 유입되고, 상기 유입된 유체를 전기 분해하여 알칼리수와 산성수를 생성하며, 상기 생성된 알칼리수와 산성수를 각각 배출하는 배출구가 형성된 전해조; 상기 전해조의 배출구로부터 산성수를 전달하는 산성수배관; 상기 산성수배관 상에 구비되어 유로를 변경하는 산성수경로전환스위치; 및 상기 제1원수유입배관 상에 구비되고, 상기 산성수경로전환스위치와 연결되어 상기 산성수를 선택적으로 상기 이온교환수지 필터에 공급하는 원수산성수경로전환스위치;를 포함하는 것이 가능하다.
일 구체예로, 상기 제1원수유입배관 경로 상에 설치되어 유입되는 유체가 상기 이온교환수지 필터를 통과하지 않고 상기 전해조로 전달되게 하는 원수경로전환스위치를 포함하는 것이 바람직하다.
일 구체예로, 상기 이온교환수지 필터의 배출부에 연결된 제1정수배관; 상기 제1정수배관 상에 구비되어 유로를 결정하는 정수세척수경로전환스위치; 및 상기 정수세척수경로전환스위치와 연결되어 상기 이온교환수지 필터를 통과한 세척수를 배출하는 세척수드레인배관;을 더 포함하는 것도 가능하다.
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본 발명의 이온 정수기는 이온교환수지 필터를 구비하여 경도가 높은 원수의 경도를 낮춰 전극에서의 스케일 생성을 방지하며 전기분해의 효율 저하를 방지하고, 이온수의 품질 향상이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 경도물질을 제거하거나 저감시키는 이온교환수지 필터를 전해조에서 생성되는 산성수를 이용하여 재생시킴으로써, 별도의 재생시스템이 필요없는 이온 정수기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 이온 정수기는 간단한 방식으로 이온교환수지 필터를 재생할 수 있으며 이를 통해 지하수 등의 경도가 높은 원수를 사용하면서도 제품단가를 낮출 수 있는 잇점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기에서 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터를 세척하는 세척운전 상태를 예시하는 도면이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하는 도면이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터를 세척하는 세척운전 상태를 예시하는 도면이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하는 도면이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터를 세척하는 세척운전 상태를 예시하는 도면이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기의 개략적인 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기에서 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터를 세척하는 세척운전 상태를 예시하는 도면이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하는 도면이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터를 세척하는 세척운전 상태를 예시하는 도면이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하는 도면이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터를 세척하는 세척운전 상태를 예시하는 도면이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기의 개략적인 구성을 예시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 필터부와 전해조를 포함하는 이온 정수기에 관한 것으로서, 상기 필터부는 이온교환수지 필터를 포함하는 것이 특징이다. 즉, 종래의 이온 정수기는 UF 필터와 전해조만을 포함하지만, 본 발명에 따른 이온 정수기는 이온교환수지 필터를 그 내부에 포함함으로서, 경도가 높은 원수의 경도를 낮출 수 있고, 이에 따라 전해조의 전극에서 스케일이 생성되는 최소화할 수 있다. 이를 통해, 전해조의 전기분해 효율을 높이고, 이온수의 품질을 향상시킬 수가 있다.
상기 필터부는 외부 유체(예를 들어, 물 또는 원수 등)를 유입시키는 유입구와 그것을 배출시키는 배출구를 가지고, 상기 이온교환수지 필터 역시 별도의 유입부 및 배출부를 가질 수 있다. 상기 유입구와 배출구의 위치는 특별히 제한되지 않지만, 상기 필터부의 유입구 및 배출구는 상기 이온교환수지의 유입구 및 배출구와 연결되어 있는 것이 바람직하다.
상기 이온교환수지 필터는 외부로부터 유입된 유체(예를 들어, 물 또는 원수 등)에서 경도물질을 제거하거나 저감시키는 기능을 가진다.
이온교환수지 필터는 원수(물)에 포함되어 있는 Ca2+, Mg2+ 등과 같이 물의 경도를 높이는 물질(경도물질)을 제거하는 기능을 수행하며, 이온교환수지(Ion exchange resin)를 포함하는 필터이다. 이온교환수지는 고분자 지지체에 이온교환기가 결합되어 있는 구조이며 이온교환수지의 종류에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들어, 고분자 지지체는 스티렌(Styrene) 또는 아크릴산(Acrylic acid)을 포함하는 비닐(Vinyl)기가 있는 단량체(monomer)와 DVB(Divinyl Benzene)을 공중합시켜 제조할 수 있고, 이러한 중합폴리머에 이온교환기로 SO3 2-를 결합시킨 이온교환수지일 수 있다. 상기 이온교환수지는 Target 이온을 결합시키는 기능을 수행하는데, 예를 들어 Ca2+, Mg2+와 같은 이온을 R-SO3Ca, RSO3Mg와 같은 형태로 결합시켜 제거할 수 있다. 이러한 이온교환 반응은 가역반응이 되어 재생을 통해 지속적으로 사용할 수 있다. 스티렌과 DVB를 중합하여 제조한 이온교환수지는 보통 겔타입(Gel type) 구조를 갖는데, 상기 겔타입 이온교환수지는 수백Å 이하의 마이크로포어(micropore)를 갖는 것이 일반적이다. 상기 겔타입 외에 수백Å 이하의 마이크로포어와 수십에서 수천Å의 매크로포어(macropore)를 갖는 포러스타입(Porous type) 이온교환수지일 수도 있다.
본 발명에서는 필터부는 이온교환수지 필터 이외에 UF 필터를 더 포함할 수도 있다. 상기 UF 필터는 이온교환수지 필터를 통과한 유체를 전달받아 정화하는 기능을 가진다.
본 발명에서 UF(Ultrafiltration, 한외여과) 필터는 원수를 직접 정화하거나 이온교환수지 필터를 통과한 물을 정화시키는 기능을 수행한다. UF 필터는 가운데에 구멍이 뚫린 실 형태의 구조인 중공사막(中空絲膜, Hollow fiber membrane) 필터일 수 있으며, 중공사막 필터 외에 다른 필터들을 더 포함하고 있는 복합필터일 수 있다. 예를 들어, 입상(Granular) 또는 섬유상의 활성탄(Activated carbon) 필터, 부직포 등을 포함하고 있는 복합필터일 수 있다.
상기 전해조는 UF 필터에 의해 정화된 유체를 전달받아 전기분해해서 알칼리수를 배출하는 것이다. 이와 함께 산성수를 배출하는 것도 가능하다.
전해조에는 양극(도시하지 않음)과 음극(도시하지 않음)이 존재하며, 양극에서는 산성수가, 음극에서는 알칼리수(알칼리 이온수)가 생성된다. 상기 전해조는 공급되는 물을 전기분해하여 +이온의 무기질이 포함된 음용수인 알칼리수와 비음용수인 산성수를 분리배출하는 장치이면 그 제한이 없다. 구체적으로, 상기 전해조는 공급되는 물이 몸체의 하부(또는 일면)로 돌출된 입수구로 유입됨과 동시에 전극판을 중심으로 일측에 형성된 양극실과 타측에 형성된 음극실로 이루어질 수 있다. 상기 전극판은 백금 티타늄 전극판일 수 있으며, 1매 이상 형성될 수 있다. 양극실과 음극실로 공급된 물은, 양극실과 음극실에 인가되는 전압에 의해 전기분해된다. 이와 동시에 양극실에서는 수산이온이 환원되면서 발생하는 산소가스가 물속의 수산이온에 소비되어 없어지고, 상기 수산이온 이외의 염소, 인, 유황 등의 음이온은 산을 형성하면서 산성을 띠는 산성수로 생성된다. 또한, 음극실에서는 수소이온이 환원되면서 발생하는 수소가스가 물속의 수소이온에 소비되어 없어지고, 수소이온 이외의 나트륨, 마그네슘, 칼슘 등의 양이온은 수소 이온쌍을 형성하면서 알칼리성을 띠는 알칼리수로 생성된다. 상기의 과정으로 생성된 알칼리수와 산성수는 음용하거나 음용 이외의 용도로 사용할 수 있으며 또는 드레인될 수 있다.
본 발명은 상기 전해조에서 생성된 산성수를 이온교환수지 필터의 세척용으로 사용할 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 필터부(10)가 이온교환수지 필터(100)를 포함하는 경우이고, 도 3, 4와 도 5, 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 필터부(10)가 이온교환수지 필터(100) 및 UF 필터(110)를 포함하는 경우를 예로 들어서 설명한 것이다.
먼저, 도 1과 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 필터부에 이온교환수지 필터(100)가 포함된 이온 정수기를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기에서 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터를 세척하는 세척운전 상태를 예시하는 도면이다.
여기에 도시된 본 발명은 필터부(10); 전해조(120); 알칼리수취출배관(L6); 산성수취출배관(L7); 산성수경로전환스위치(V3); 및 산성수취출배관(L9)을 포함한다.
상기 필터부(10)에는 유체가 유입되는 유입구(11)와 유체가 배출되는 배출구(12)가 형성되어 있고, 그 내부에는 이온교환수지 필터(100)를 포함하고 있으며, 상기 이온교환수지 필터(100)는 상기 필터부(10)의 유입구(11) 및 배출구(12)와 각각 연결된 별도의 유입부(101) 및 배출부(102)를 가질 수 있다. 그래서, 상기 필터부(10)부는 이온교환수지 필터(100)를 이용하여 외부로부터 유입되는 유체의 경도물질을 제거하거나 저감하는 기능을 수행한다.
상기 전해조(120)는 상기 필터부(10)에 의해 정화된 유체를 전달받아 전기 분해해서 알칼리수와 산성수를 배출한다. 이를 위하여, 상기 전해조(120)는 필터부(10)의 배출구(12)와 연결된 정수배관을 포함할 수 있다.
상기 알칼리수취출배관(L6)은 상기 전해조(120)에 연결되어 알칼리수를 외부로 취출하는 것이고, 상기 산성수취출배관(L7)은 상기 전해조(120)에 연결되어 산성수를 취출하는 것이다.
그리고, 본 발명은 상기 산성수경로전환스위치(V3)가 상기 산성수취출배관(L7)에 연결되어 있고, 상기 산성수배관(L9)은 상기 산성수경로전환스위치(V3)에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 산성수경로전환스위치(V3)는 산성수취출배관(L7) 상에 위치하고, 동시에 산성수배관(L9)과 연결되어 있어서, 선택적으로 전해조(120)로부터 이송된 산성수를 외부로 배출하거나 또는 상기 산성수배관(L9)을 통하여 이온교환수지 필터(100)로 전달하는 것이 가능하다. 예를 들어, 본 발명은 상기와 같은 산성수경로전환스위치(V3)를 가지고 있는바, 정상운전시에는 전해조(120)로부터 이송된 산성수를 산성수취출배관(L7)을 통하여 외부로 배출하는 것이 가능하고, 세척운전시에는 산성수취출배관(L7)을 상기 산성수배관(L9)과 관통시켜서 산성수를 이온교환수지 필터(100)로 전달할 수 있다. 이를 위하여, 상기 산성수배관(L9)은 필터부(10)와 연결되어 있는 것이 가능하고, 특히 상기 이온교환수지 필터(100)의 유입부(101)에 연결되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에 따른 이온 정수기는 이온교환수지 필터(100)를 포함해서 원수의 경도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 상기 이온교환수지 필터(100)를 전해조(120)에서 생성되는 산성수를 이용하여 재생시킴으로써, 별도의 재생시스템이 필요없는 효과를 가진다.
그리고, 이렇게 이온교환수지 필터(100)로 유입되어 재생에 사용된 산성수는 상기 이온교환수지 필터(100)의 배출부(102)를 통하여 외부로 배출되는 것이 가능하다.
또한, 상기와 같은 본 발명은 전해조(120)에서 생성되는 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 재생시키는 것으로 하는바, 상기 전해조(120)로 공급되는 유체는 이온교환수지 필터(100)에 의해 정화된 것일 수 있고, 상기 이온교환수지 필터(100)를 거치지 않은 외부 원수일 수도 있다.
이온교환수지 필터(100)의 재생에 사용되는 산성수는 굳이 상기 이온교환수지 필터(100)에 의한 정화과정을 거칠 필요가 없고, 이에 따라 본 발명의 일 구체예는, 외부로부터 유입되는 유체가 상기 이온교환수지 필터(100)로 유입되지 않고 상기 전해조(120)로 전달되도록 하는 원수경로전환스위치(V1)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 원수경로전환스위치(V1)는 이온교환수지 필터(100)의 재생을 위한 유체를 외부로부터 바로 전해조(120)로 전달하여, 상기 이온교환수지 필터(100)의 사용을 최소화할 수 있고, 정상운전과 세척운전의 선택적인 운용을 가능하게 한다.
이를 위하여, 상기 원수경로전환스위치(V1)는 유체를 외부로부터 이온교환수지 필터(100)로 전달하는 제1원수유입배관(L1)상에 위치하고, 제2원수유입배관(L2)을 통하여 전해조(120)와 연결된 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 양상에 따른 이온 정수기는, 상기한 바와 같은 필터부(10) 및 전해조(120)를 포함하여 이루어지고, 정상운전을 위한 제 1 경로와; 세척운전을 위한 제 2 경로를 선택적으로 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제 1 경로는, 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 이온 정수기로 유입된 유체가 이온교환수지 필터(100)를 통해 상기 전해조(120)에 전달되어 상기 전해조(120)에서 생성된 알칼리수와 산성수를 각각 취출하는 것이다. 이러한 제 1 경로를 통해 취출된 알칼리수는 사용자에게 제공되고, 산성수는 외부로 배출되어 버려질 수 있다.
상기 제 2 경로는, 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 이온 정수기로 유입된 유체가 상기 이온교환수지 필터(100)를 통과하지 않고 상기 전해조(120)에 전달되며, 상기 전해조(120)에서 생성된 산성수는 상기 이온교환수지 필터(100)에 공급되어 상기 이온교환수지 필터(100) 내의 경도 물질을 제거한 후 외부로 배출되는 것이다. 이러한 제 2 경로를 통해 본 발명은 전해조(120)에서 생성되는 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 재생시킬 수 있는 것이다. 이와 함께, 상기 전해조(120)에서는 산성수와 함께 알칼리수가 생성될 수도 있고, 이렇게 생성된 알칼리수는 사용자에게 제공되거나 외부로 배출되어 버려질 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 제 2 경로에서 유입된 유체가 상기 이온교환수지 필터(100)를 통과하지 않고 상기 전해조(120)로 전달되며, 상기 전해조(120)에서 생성된 산성수를 상기 이온교환수지 필터(100)에 공급하는 다수개의 경로전환스위치가 더 설치된 것이 바람직하다. 상기 다수개의 경로전환스위치는 상술한 바와 같은 산성수경로전환스위치(V3) 및/또는 원수경로전환스위치(V1)일 수 있고, 후술하는 원수산성수경로전환스위치(V2), 정수세척수경로전환스위치(V4) 및/또는 원수정수경로전환스위치(V5, V15)인 것도 가능하다.
일 구체예로, 상기 경로전환스위치는 모두 투웨이(two way) 밸브인 것이, 본 발명에 따른 이온 정수기를 간단하고 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 저렴한 비용으로 제조 할 수 있다는 점에서, 더욱 바람직하다.
이와 함께, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 이온 정수기는, 제1원수유입배관(L1); 전해조(120); 산성수배관(L9); 산성수경로전환스위치(V3); 및 원수산성수경로전환스위치(V2);를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1원수유입배관(L1)은 외부로부터 유체를 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입시키는 것이다. 상기 제1원수유입배관(L1)은 산성수배관(L9)과 연결될 수 있으며, 상기 제1원수유입배관(L1) 상에는 원수산성수경로전환스위치(V2)가 구비되어 있을 수 있다.
상기 전해조(120)는 상기 이온교환수지 필터(100)의 배출부(102)와 연결되어 상기 배출부(102)에서 배출된 유체가 유입되고, 상기 유입된 유체를 전기 분해하여 알칼리수와 산성수를 생성하며, 상기 생성된 알칼리수와 산성수를 각각 배출하는 배출구가 형성되어 있는 것이다.
상기 산성수배관(L9)은 상기 전해조(120)의 배출구로부터 산성수를 전달하는 것이다. 여기서, 상기 산성수배관(L9)은 전해조(120)의 배출구와 연결된 산성수취출배관(L7)을 포함하는 개념일 수 있다. 그래서, 상기 산성수배관(L9)은 전해조(120)의 배출구와 연결되어, 상기 전해조(120)에서 생성된 산성수를 전달받아 이온교환수지 필터(100)로 전달할 수 있다. 이를 위하여, 상기 산성수배관(L9)은 원수산성수경로전환스위치(V2)를 통해 제1원수유입배관(L1)과 연결될 수 있고, 산성수경로전환스위치(V3)를 통하여 산성수를 외부로 배출하는 산성수드레인배관과 연결될 수도 있다.
상기 산성수경로전환스위치(V3)는 상기 산성수배관(L9) 상에 구비되어 유로를 변경하는 기능을 가진다. 예를 들어, 산성수경로전환스위치(V3)는 전해조(120)의 배출구와 연결된 산성수배관(L9), 즉 산성수취출배관(L7)을 상기 산성수드레인배관과 관통시키거나, 상기 산성수취출배관(L7)을 산성수배관(L9)과 관통시키는 것이 가능하다.
상기 원수산성수경로전환스위치(V2)는 상기 제1원수유입배관(L1) 상에 구비되고, 상기 산성수경로전환스위치(V3)와 연결되어 상기 산성수를 선택적으로 상기 이온교환수지 필터(100)에 공급하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 원수산성수경로전환스위치(V2)는 제1원수유입관(L1)을 개방(pass)하여 외부에서 유입된 유체가 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입되게 하거나, 이온교환수지 필터(100)의 유입구에 연결된 제1원수유입관(L1)과 산성수배관(L9)을 연결시켜서 산성수가 상기 이온교환수지 필터(100)로 전달되게 한다.
이와 같은 본 발명은, 정상운전시에는 전해조(120)의 배출구와 연결된 산성수배관(L9)이 전해조(120)에서 생성된 산성수를 전달받아 산성수경로전환스위치(V3)를 통하여 외부로 배출할 수 있다. 또한, 세척운전시에는 상기 산성수배관(L9)이 산성수경로전환스위치(V3)에 의해 전달받은 산성수를 원수산성수경로전환스위치(V2)를 통해 제1원수유입배관(L1)으로 전달할 수 있으며, 그러면 상기 산성수는 제1원수유입배관(L1)을 통과해서 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 전달되어 상기 이온교환수지 필터(100)를 재생시키는 것이 가능하다.
일 구체예로, 본 발명은 상기 제1원수유입배관(L1) 경로 상에 설치되어 유입되는 유체가 상기 이온교환수지 필터(100)를 통과하지 않고 상기 전해조(120)로 전달되게 하는 원수경로전환스위치(V1)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 원수경로전환스위치(V1)는 제1원수유입관(L1) 상에 구비되고, 전해조(120)와 연결된 제2원수유입배관(L2)과 연결되어 유로를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 원수경로전환스위치(V1)는 정상운전시에는 제1원수유입관(L1)을 개방(pass)하여 외부로부터 들어온 원수가 원수산성수경로전환스위치(V2)를 거쳐 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 외부로부터 원수를 유입하는 제1원수유입관(L1)과 상기 제2정수배관을 연결시키는 것이 가능하다.
일 구체예로, 본 발명은 상기 이온교환수지 필터(100)의 배출구에 연결된 제1정수배관(L3); 상기 제1정수배관 상에 구비되어 유로를 결정하는 정수세척수경로전환스위치(V4); 및 상기 정수세척수경로전환스위치와 연결되어 상기 이온교환수지 필터를 통과한 세척수를 배출하는 세척수드레인배관(L4);을 더 포함하는 것도 가능하다. 상기 제1정수배관(L3)은 이온교환수지 필터(100)의 배출구와 전해조(120)를 연결할 수 있고, 세척수드레인배관(L4)과 연결될 수 있으며, 이를 위하여 상기 제1정수배관(L3) 상에는 정수세척수경로전환스위치(V4)가 구비되어 있을 수 있다. 상기 세척수드레인배관(L4)은 정수세척수경로전환스위치(V4)와 연결되어 이온교환수지 필터(100)를 통과한 세척수를 외부로 배출한다. 즉, 세척수드레인배관(L4)은 세척운전시에 제1정수배관(L3)으로부터 정수세척수경로전환스위치(V4)를 통해 세척수를 전달받아 외부로 배출하는 것이 가능하다. 그래서, 정상운전시에는 이온교환수지 필터(100)의 배출구에서 배출되는 경도가 제거된 원수를 전해조(120)의 유입구로 유입시키는 것이 가능하다. 또한, 세척운전시에는 이온교환수지 필터(100)의 배출구에서 배출되는 산성수를 정수세척수경로전환스위치(V4)를 통해 세척수드레인배관(L4)으로 배출할 수 있다.
일 구체예로, 본 발명은 제1정수배관(L3) 상에 구비되고, 상기 제2원수유입배관(L2)과 연결되어 유로를 전환하는 원수정수경로전환스위치(V5)를 더 포함할 수 있다. 상기 원수정수경로전환스위치(V5)는 정상운전시에는 제1정수배관(L3)을 개방(pass)하여 이온교환수지 필터(100)의 배출구로부터 정수세척수경로전환스위치(V4)를 거쳐 전달된 경도물질이 제거된 원수를 전해조(120)의 유입구으로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 제1정수배관(L3)과 제2정수배관(L2, L12)을 연결시키는 것이 가능하다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 필터부에 이온교환수지 필터(100)와 UF 필터(110)가 포함된 이온 정수기를 이용해서, 원수로부터 알칼리수를 생성하고, 전해조(120)에서 생성된 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 것에 대해서 설명하기로 한다.
여기에 도시된 본 발명은 이온교환수지 필터(100), UF 필터(110)및 전해조(120)를 포함하는 이온 정수기에 관한 것으로서, 전해조(120)에서 알칼리수를 취출하는 정상운전시에는 원수를 이온교환수지 필터(100)와 UF 필터(110) 및 전해조(120)를 통과시켜서 경도가 낮은 고품질의 알칼리수를 생성하고, 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 세척운전시에는 전해조(120)에서 생성된 산성수를 이온교환수지 필터(100)에 유입시켜 이온교환수지에 부착되어 있던 경도물질을 제거하는 것이 특징이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 정수기에 대한 도면으로서, 도 3은 원수로부터 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하고, 도 4는 전해조(120)에서 생성된 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 세척운전 상태를 예시한다. 그리고, 도 5는 본 발명이 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기 구조에서 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하고, 도 6은 상기한 이온 정수기 구조에서 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 세척운전 상태를 예시한다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기는, 상술한 바와 같은 이온교환수지 필터(100); UF 필터(110); 및 전해조(120)를 포함한다. 그리고, 제1원수유입배관(L1, L11); 제1정수배관(L3, L13); 제2정수배관(L5, L15); 알칼리수취출배관(L6, L16); 산성수취출배관(L7, L17); 산성수배관(L9, L19); 산성수경로전환스위치(V3, V13); 산성수드레인배관(L8, L18); 원수산성수경로전환스위치(V2, V12); 제2원수유입배관(L2, L12); 원수경로전환스위치(V1, V11); 원수정수경로전환스위치(V5, V15); 정수세척수경로전환스위치(V4, V141); 세척수드레인배관(L4, L14);을 더 포함는 것이 가능하다. 상기 산성수배관(L9, L19)은 산성부취출배관(L7, L17)을 포함하는 의미로 사용될 수도 있다.
제1원수유입배관(L1, L11)은 유체를 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입시키는 것이다. 상기 제1원수유입배관(L1, L11)은 제2원수유입배관(L2, L12) 및 산성수배관(L9, L19)과 연결될 수 있으며, 상기 제1원수유입배관(L1, L11) 상에는 원수경로전환스위치(V1, V11)와 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)가 구비되어 있을 수 있다. 그래서, 정상운전시에는 원수를 외부로부터 받아서 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입시킨다. 또한, 세척운전시에는 원수를 원수경로전환스위치(V1, V11)를 통해 제2원수유입배관(L2, L12)으로 전달하고, 산성수배관(L9, L19)으로부터 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)를 통해 전달받은 산성수를 이온교환수지 필터(100)의 유입구으로 유입시킨다.
제1정수배관(L3, L13)은 이온교환수지 필터(100)의 배출구와 UF 필터(110)의 유입구를 연결한다. 제1정수배관(L3, L13)은 제2원수유입배관(L2, L12) 및 세척수드레인배관(L4, L14)과 연결될 수 있으며, 상기 제1정수배관(L3, L13) 상에는 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)와 원수정수경로전환스위치(V5, V15)가 구비되어 있을 수 있다. 그래서, 정상운전시에는 이온교환수지 필터(100)의 배출구에서 배출되는 경도가 제거된 원수를 UF 필터(110)의 유입구로 유입시키는 것이 가능하다. 또한, 세척운전시에는 제2원수유입배관(L2, L12)으로부터 원수정수경로전환스위치(V5, V15)를 통해 전달받은 원수를 UF 필터(110)의 유입구로 유입시키고, 이온교환수지 필터(100)의 배출구에서 배출되는 산성수를 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)를 통해 세척수드레인배관(L4, L14)으로 배출할 수 있다.
제2정수배관(L5, L15)은 UF 필터(110)의 배출구와 전해조(120)의 유입구를 연결한다. 그래서, 제2정수배관(L5, L15)은 상기 UF 필터(110)에서 정화된 정화수를 상기 전해조(120)로 전달할 수 있다.
알칼리수취출배관(L6, L16)은 전해조(120)의 배출구로부터 알칼리수를 배출한다. 즉, 알칼리수취출배관(L6, L16)은 전해조(120)의 배출구와 연결되어, 상기 전해조(120)에서 생성된 알칼리수를 외부로 배출할 수 있다.
산성수취출배관(L7, L17)은 전해조(120)의 배출구로부터 산성수를 전달한다. 즉, 산성수취출배관(L7, L17)은 전해조(120)의 배출구와 연결되어, 상기 전해조(120)에서 생성된 산성수를 전달받아 외부로 배출하거나 산성수배관(L9, L19)을 통하여 이온교환수지 필터(100)로 전달할 수 있다. 이를 위하여, 산성수(취출)배관(L7, L9, L17, L19)은 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)를 통해 제1원수유입배관(L1, L11)과 연결될 수 있고, 산성수경로전환스위치(V3, V13)를 통하여 산성수드레인배관(L8, L18)과 연결될 수 있다. 산성수(취출)배관(L7, L9, L17, L19)은 상기 산성수경로전환스위치(V3, V13)를 가운데 두고, 산성수취출배관(L7, L17) 및 산성수배관(L9, L19)으로 구분될 수도 있다. 그래서, 정상운전시에는 상기 산성수취출배관(L7, L17)이 전해조(120)에서 생성된 산성수를 전달받아 산성수경로전환스위치(V3, V13)를 통하여 산성수드레인배관(L8, L18)으로 배출할 수 있다. 또한, 세척운전시에는 상기 산성수배관(L9, L19)이 산성수취출배관(L7, L17)으로부터 산성수경로전환스위치(V3, V13)을 통해 전달받은 산성수를 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)를 통해 제1원수유입배관(L1, L11)으로 전달할 수 있으며, 그러면 상기 산성수는 제1원수유입배관(L1, L11)을 통과해서 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 전달되는 것이 가능하다.
산성수경로전환스위치(V3, V13)는 산성수(취출)배관(L7, L9, L17, L19) 상에 구비되어 유로를 결정한다. 산성수경로전환스위치(V3, V13)는 정상운전시에는 산성수취출배관(L7, L17)과 산성수드레인배관(L8, L18)을 연결시키고, 세척운전시에는 산성수취출배관(L7, L17)과 산성수배관(L9, L19)을 연결시키는 것이 가능하다.
산성수드레인배관(L8, L18)은 산성수경로전환스위치(V3, V13)와 연결되어 산성수를 배출한다. 즉, 산성수드레인배관(L8, L18)은 정상운전시에 산성수취출배관(L7, L17)으로부터 산성수경로전환스위치(V3, V13)를 통해 산성수를 전달받아 외부로 배출하는 것이 가능하다.
원수산성수경로전환스위치(V2, V12)는 제1원수유입관(L1, L11) 상에 구비되고, 상기 산성수(취출)배관(L7, L9, L17, L19)과 연결되어 유로를 결정한다. 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)는 정상운전시에는 제1원수유입관(L1, L11)을 개방(pass)하여 원수경로전환스위치(V1, V11)를 통해 들어온 원수가 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 이온교환수지 필터(100)의 유입구에 연결된 제1원수유입관(L1, L11)과 산성수배관(L9, L19)을 연결시키는 것이 가능하다.
제2원수유입배관(L2, L12)은 제1원수유입관(L1, L11)과 제1정수배관(L3, L13)을 연결한다. 제2정수배관(L2, L12)은 원수경로전환스위치(V1, V11)를 통해 제1원수유입배관(L1, L11)과 연결될 수 있고, 원수정수경로전환스위치(V5, V15)를 통해 제1정수배관(L3, L13)과 연결될 수 있다. 그래서, 세척운전시에는 제1원수유입배관(L1, L11)으로부터 원수경로전환스위치(V1, V11)를 통해 전달받은 원수를 통과시켜서 원수정수경로전환스위치(V5, V15)를 통해 제1정수배관(L3, L13)에 전달할 수 있다.
원수경로전환스위치(V1, V11)는 제1원수유입관(L1, L11) 상에 구비되고, 상기 제2원수유입관(L2, L12)과 연결되어 유로를 결정한다. 원수경로전환스위치(V1, V11)는 정상운전시에는 제1원수유입관(L1, L11)을 개방(pass)하여 외부로부터 들어온 원수가 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)를 거쳐 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 외부로부터 원수를 유입하는 제1원수유입관(L1, L11)과 제2정수배관(L2, L12)을 연결시키는 것이 가능하다.
원수정수경로전환스위치(V5, V15)는 제1정수배관(L3, L13) 상에 구비되고, 상기 제2원수유입관(L2, L12)과 연결되어 유로를 결정한다. 원수정수경로전환스위치(V5, V15)는 정상운전시에는 제1정수배관(L3, L13)을 개방(pass)하여 이온교환수지 필터(100)의 배출구로부터 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)를 거쳐 전달된 경도물질이 제거된 원수를 UF 필터(110)의 유입구으로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 제1정수배관(L3, L13)과 제2정수배관(L2, L12)을 연결시키는 것이 가능하다.
정수세척수경로전환스위치(V4, V141)는 제1정수배관 상에 구비되어 유로를 결정한다. 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)는 정상운전시에는 제1정수배관(L3, L13)을 개방(pass)하여 이온교환수지 필터(100)의 배출구로부터 전달된 경도물질이 제거된 원수를 원수정수경로전환스위치(V5, V15)를 통해 UF 필터(110)의 유입구로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 제1정수배관(L3, L13)과 세척수드레인배관(L4, L14)을 연결시키는 것이 가능하다.
세척수드레인배관(L4, L14)은 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)와 연결되어 이온교환수지 필터(100)를 통과한 세척수를 배출한다. 즉, 세척수드레인배관(L4, L14)은 세척운전시에 제1정수배관(L3, L13)으로부터 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)를 통해 세척수를 전달받아 외부로 배출하는 것이 가능하다.
여기서, 상기 산성수경로전환스위치(V3, V13), 원수산성수경로전환스위치(V2, V12), 원수경로전환스위치(V1, V11), 원수정수경로전환스위치(V5, V15) 및 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)는 모두 1개의 유입 포트(port)와 2개이 출구 포트를 가진 투웨이(two way) 밸브일 수 있다.
이러한 본 발명은 여러가지 종류의 스위치 또는 포트 밸브를 사용하는 것이 아니라 한가지 종류의 밸브만을 사용해서, 산성수로 이온교환수지 필터(100)를 세척할 수 있는 이온 정수기를 구성한 것이 특징이다. 이 경우, 본 발명에 따른 이온 정수기의 제작방법이 간단할 뿐만 아니라, 저렴한 비용으로 제조 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 밸브는 별도의 제어부(도시하지 않음)에 의해 자동적으로 유로를 변경시킬 수 있는 솔레노이드 밸브일 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하면서, 본 실시예에 따른 이온 정수기에서 원수로부터 알칼리수를 생성하는 정상운전 과정과, 전해조(120)에서 생성된 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 세척운전 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하는 도면이다. 이하 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리 이온수를 취출하는 경우의 작동상태(유로)를 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 정상 운전시에는 이온교환수지 필터(100)와 UF 필터(110)를 거쳐 전해조(120)로 유입된 유체가 상기 전해조(120)에서 전기분해되어 산성수와 알칼리수로 생성되고, 상기 생성된 산성수는 상기 산성수(취출)배관(L7, L9)을 통해 산성수경로전환스위치(V3)를 거쳐 산성수드레인배관(L8)으로 배출될 수 있다.
더욱 구체적으로, 외부로부터 유입된 원수는 제1원수유입배관(L1)을 통해 이온교환수지 필터(100)로 유입된다. 즉, 알칼리수를 취출하는 경우에는 원수가 원수경로전환스위치(V1)에 의해 제2원수유입배관(L2)으로 흐르지 않고 제1원수유입배관(L1)으로 흐르도록 조절된다. 원수경로전환스위치(V1)와 원수산성수경로전환스위치(V2)를 거쳐 이온교환수지 필터(100)를 통과한 원수에서는 Ca2+, Mg2+와 같은 경도물질이 이온교환반응에 의해 제거되고, 이렇게 경도물질이 제거된 원수는 정수세척수경로전환스위치(V4)와 원수정수경로전환스위치(V5)를 거쳐 UF 필터(110)로 유입된다.
UF 필터(110)로 유입된 원수는 상기 UF 필터(110)를 통해 잔류염소, 입자성 물질, 유기화합물질 등이 제거된 정화(정수)된 정화수로 배출되고, 이렇게 배출된 정화수는 제2정수배관(L5)을 통해 전해조(120)로 유입된다. 전해조(120)에서는 전기분해를 통하여 알칼리수와 산성수가 생성된다. 상기 생성된 알칼리수는 알칼리수취출배관(L6)을 통과해서 알칼리수취출코크(도시하지 않음)를 통해 사용자가 음용할 수 있도록 배출된다. 그리고, 상기 생성된 산성수는 산성수취출배관(L7), 산성수경로전환스위치(V3) 및 산성수드레인배관(L8)을 통해 외부로 배출되는 것이 가능하다.
또한, 제2정수배관(L5) 상의 일 지점은 정수취출배관(도시하지 않음)에 연결되고 상기 제2정수배관(L5)과 정수취출배관이 교차하는 지점에 정수경로전환스위치(도시하지 않음)가 존재하여 정수된 물을 음용하도록 구성할 수 있다. 아울러, 상기 정수취출배관은 저수조(도시하지 않음)에 연결되어 정수된 물을 저수조에 저장할 수도 있고, 상기 저수조는 냉수조 또는 온수조이거나 양자를 모두 구비할 수도 있다. 즉, 냉온수기로 사용할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기에서 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 세척운전 상태를 예시하는 도면이다. 이온교환수지 필터(100)의 세척은 별도의 제어부(도시하지 않음)에 의해 자동으로 일정 주기마다 일정 시간 동안 이루어질 수 있으며, 수동으로 원하는 시간에 이루어질 수도 있고, 자동과 수동을 조합하여 이루어질 수도 있다.
도 4를 참조하면, 세척 운전시에는 원수경로전환스위치(V1)를 통해 제2원수유입배관(L2)을 통과하고 원수정수경로전환스위치(V5)를 통해 제1정수배관(L3)을 통과한 원수가 UF 필터(110)를 거쳐 전해조(120)에서 전기분해되어 산성수와 알칼리수로 생성되며, 상기 생성된 산성수는 산성수(취출)배관(L7, L9)을 통해 산성수경로전환스위치(V3)와 원수산성수경로전환스위치(V2)를 거쳐 제1원수유입배관(L1)을 통과한 후 이온교환수지 필터(100)의 유입구에서 배출구로 통과하면서 상기 이온교환수지 필터(100)를 세척하고, 세척후 상기 제1정수배관(L3)으로 전달된 세척수는 정수세척수경로전환스위치(V4)를 거쳐 세척수드레인배관(L4)으로 배출되는 것이 바람직하다.
더욱 구체적으로, 원수는 원수경로전환스위치(V1)에 의해 제2원수유입배관(L2)으로 흐르도록 조절되며, 원수정수경로전환스위치(V5)를 거쳐 UF 필터(110)에 유입된다. 유입된 원수는 UF 필터(110)를 통과하면서 원수에 포함되어 있는 잔류염소, 입자성 물질, 유기화합물질 등이 제거되어 정화가 이루어지며, 정화된 물은 제2정수배관(L5)을 거쳐 전해조(120)에 유입되어 전기분해가 이루어진다. 여기서, 원수는 직접 전해조(120)로 유입될 수도 있으나 먼저 UF 필터(110)를 통과한 후 전해조(120)로 유입되는 것이, 상기 UF 필터(110)에 의한 기본적인 정화과정을 거치기 때문에 더욱 바람직하다.
그러면, 전해조(120) 내에서는 알칼리수와 산성수가 생성된다. 생성된 알칼리수는 알칼리수취출배관(L6)을 통해 음용될 수 있다. 상기 생성된 산성수는 산성수취출배관(L7)과 산성수경로전환스위치(V3)를 거쳐서 산성수배관(L9)을 통과하고, 원수산성수경로전환스위치(V2)을 거쳐 제1원수유입배관(L1)을 통해 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입된다. 제1원수유입배관(L1)은 원수유입배관이라는 명칭이 부여되었으나 반드시 원수만 들어오는 것은 아니고 원수가 유입될 수도 있고 산성수가 유입될 수도 있으나 통상적으로 원수가 유입되므로 편의상 원수유입배관이라고 명명하였다.
이에 따라, 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입된 산성수에 의해 이온교환수지 필터(100)의 이온교환수지가 세척된다. 즉, 상기 산성수가 이온교환수지의 SO3 2-에 부착되어 있던 Ca2+, Mg2+와 같은 경도물질을 탈착시키고 H+가 치환되어 이온교환수지가 재생되는 것이다. 이렇게 세척에 사용된 세척수는 정수세척수경로전환스위치(V4)를 거쳐 세척수드레인배관(L4)으로 드레인될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리수를 취출하는 경우의 유로를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 이온교환수지 필터를 재생하는 경우의 유로를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 이온 정수기는 상기한 도 3 및 도 4를 참조로 설명된 이온 정수기와 실질적으로 동일하다.
다만, 산성수드레인배관(L8)의 위치가 전단 및 후단에 구비되는 것과, 세척수드레인배관(L4)이 산성수드레인배관(L8)에 연결되어 있는 점에서 차이가 있다.
이와 같이, 세척수드레인배관(L4)과 산성수드레인배관(L8)이 연결되어 있는 경우, 세척수와 산성수의 배출 경로를 단일화할 수 있는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기의 개략적인 구성을 예시하는 도면이다. 도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기는 이온교환수지 필터(100), UF 필터(110), 전해조(120) 외에 침전필터(130), 전처리카본 필터(140), 유량계(150) 및 제어부(160) 등을 포함할 수 있다.
침전 필터(130)는 원수에서 부유물질, 모래, 녹 등 비교적 큰 불순물을 제거하고 다음 단계 필터의 수명을 연장시켜 주는 기능을 수행할 수 있으며, 전처리카본 필터(140)는 원수에서 농약성분, 발암물질 등 휘발성 유기물질을 제거할 뿐만 아니라 염소 성분을 제거하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 침전 필터(130)와 전처리카본 필터(140) 모두를 포함할 수도 있으며, 상기 침전 필터(130)와 전처리카본 필터(140) 중 어느 하나만 포함할 수도 있다.
유량계(150)는 UF 필터(110)과 전해조(120)를 연결하는 배관, 즉 제2정수배관(L15) 상에 설치될 수도 있고, 이온교환수지 필터(100)과 UF 필터(110)를 연결하는 배관, 즉 제1정수배관(L13) 상에 설치될 수도 있다. 유량계(150)에 의해 이온교환수지 필터(100)의 사용량(물 정화량)을 누적 측정할 수 있으며 이온교환수지 필터(100)의 재생이 필요한 시점을 자동적으로 예측할 수 있다. 이온교환수지(100)의 재생이 필요한 경우, 제어부(160)는 산성수경로전환스위치(V13)에 신호를 인가하여 전해조(120)에서 생성되는 산성수의 유로를 자동적으로 산성수드레인배관(L18)으로부터 제2산성수취출배관(L19)으로 전환하도록 조절할 수 있다.
이와 동시에, 원수경로전환스위치(V11)에도 신호를 인가하여 원수의 유로를 제1원수유입배관(L11)으로부터 제2원수유입배관(L12)으로 전환되도록 할 수 있으며, 정수세척수경로전환스위치(V14)에도 전기적 신호를 인가하여 이온교환수지 필터(100)를 통과한 물이 제1정수배관(L13)으로부터 세척수드레인배관(L14)으로 변경되도록 할 수 있다. 세척수드레인배관(L14)은 산성수드레인배관(L18)과 연결된 배관이거나 별도의 배관일 수 있다.
본 발명은 필터부와 전해조를 포함하는 이온 정수기에 관한 것으로서, 상기 필터부는 이온교환수지 필터를 포함하는 것이 특징이다. 즉, 종래의 이온 정수기는 UF 필터와 전해조만을 포함하지만, 본 발명에 따른 이온 정수기는 이온교환수지 필터를 그 내부에 포함함으로서, 경도가 높은 원수의 경도를 낮출 수 있고, 이에 따라 전해조의 전극에서 스케일이 생성되는 최소화할 수 있다. 이를 통해, 전해조의 전기분해 효율을 높이고, 이온수의 품질을 향상시킬 수가 있다.
상기 필터부는 외부 유체(예를 들어, 물 또는 원수 등)를 유입시키는 유입구와 그것을 배출시키는 배출구를 가지고, 상기 이온교환수지 필터 역시 별도의 유입부 및 배출부를 가질 수 있다. 상기 유입구와 배출구의 위치는 특별히 제한되지 않지만, 상기 필터부의 유입구 및 배출구는 상기 이온교환수지의 유입구 및 배출구와 연결되어 있는 것이 바람직하다.
상기 이온교환수지 필터는 외부로부터 유입된 유체(예를 들어, 물 또는 원수 등)에서 경도물질을 제거하거나 저감시키는 기능을 가진다.
이온교환수지 필터는 원수(물)에 포함되어 있는 Ca2+, Mg2+ 등과 같이 물의 경도를 높이는 물질(경도물질)을 제거하는 기능을 수행하며, 이온교환수지(Ion exchange resin)를 포함하는 필터이다. 이온교환수지는 고분자 지지체에 이온교환기가 결합되어 있는 구조이며 이온교환수지의 종류에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들어, 고분자 지지체는 스티렌(Styrene) 또는 아크릴산(Acrylic acid)을 포함하는 비닐(Vinyl)기가 있는 단량체(monomer)와 DVB(Divinyl Benzene)을 공중합시켜 제조할 수 있고, 이러한 중합폴리머에 이온교환기로 SO3 2-를 결합시킨 이온교환수지일 수 있다. 상기 이온교환수지는 Target 이온을 결합시키는 기능을 수행하는데, 예를 들어 Ca2+, Mg2+와 같은 이온을 R-SO3Ca, RSO3Mg와 같은 형태로 결합시켜 제거할 수 있다. 이러한 이온교환 반응은 가역반응이 되어 재생을 통해 지속적으로 사용할 수 있다. 스티렌과 DVB를 중합하여 제조한 이온교환수지는 보통 겔타입(Gel type) 구조를 갖는데, 상기 겔타입 이온교환수지는 수백Å 이하의 마이크로포어(micropore)를 갖는 것이 일반적이다. 상기 겔타입 외에 수백Å 이하의 마이크로포어와 수십에서 수천Å의 매크로포어(macropore)를 갖는 포러스타입(Porous type) 이온교환수지일 수도 있다.
본 발명에서는 필터부는 이온교환수지 필터 이외에 UF 필터를 더 포함할 수도 있다. 상기 UF 필터는 이온교환수지 필터를 통과한 유체를 전달받아 정화하는 기능을 가진다.
본 발명에서 UF(Ultrafiltration, 한외여과) 필터는 원수를 직접 정화하거나 이온교환수지 필터를 통과한 물을 정화시키는 기능을 수행한다. UF 필터는 가운데에 구멍이 뚫린 실 형태의 구조인 중공사막(中空絲膜, Hollow fiber membrane) 필터일 수 있으며, 중공사막 필터 외에 다른 필터들을 더 포함하고 있는 복합필터일 수 있다. 예를 들어, 입상(Granular) 또는 섬유상의 활성탄(Activated carbon) 필터, 부직포 등을 포함하고 있는 복합필터일 수 있다.
상기 전해조는 UF 필터에 의해 정화된 유체를 전달받아 전기분해해서 알칼리수를 배출하는 것이다. 이와 함께 산성수를 배출하는 것도 가능하다.
전해조에는 양극(도시하지 않음)과 음극(도시하지 않음)이 존재하며, 양극에서는 산성수가, 음극에서는 알칼리수(알칼리 이온수)가 생성된다. 상기 전해조는 공급되는 물을 전기분해하여 +이온의 무기질이 포함된 음용수인 알칼리수와 비음용수인 산성수를 분리배출하는 장치이면 그 제한이 없다. 구체적으로, 상기 전해조는 공급되는 물이 몸체의 하부(또는 일면)로 돌출된 입수구로 유입됨과 동시에 전극판을 중심으로 일측에 형성된 양극실과 타측에 형성된 음극실로 이루어질 수 있다. 상기 전극판은 백금 티타늄 전극판일 수 있으며, 1매 이상 형성될 수 있다. 양극실과 음극실로 공급된 물은, 양극실과 음극실에 인가되는 전압에 의해 전기분해된다. 이와 동시에 양극실에서는 수산이온이 환원되면서 발생하는 산소가스가 물속의 수산이온에 소비되어 없어지고, 상기 수산이온 이외의 염소, 인, 유황 등의 음이온은 산을 형성하면서 산성을 띠는 산성수로 생성된다. 또한, 음극실에서는 수소이온이 환원되면서 발생하는 수소가스가 물속의 수소이온에 소비되어 없어지고, 수소이온 이외의 나트륨, 마그네슘, 칼슘 등의 양이온은 수소 이온쌍을 형성하면서 알칼리성을 띠는 알칼리수로 생성된다. 상기의 과정으로 생성된 알칼리수와 산성수는 음용하거나 음용 이외의 용도로 사용할 수 있으며 또는 드레인될 수 있다.
본 발명은 상기 전해조에서 생성된 산성수를 이온교환수지 필터의 세척용으로 사용할 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 필터부(10)가 이온교환수지 필터(100)를 포함하는 경우이고, 도 3, 4와 도 5, 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 필터부(10)가 이온교환수지 필터(100) 및 UF 필터(110)를 포함하는 경우를 예로 들어서 설명한 것이다.
먼저, 도 1과 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 필터부에 이온교환수지 필터(100)가 포함된 이온 정수기를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기에서 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터를 세척하는 세척운전 상태를 예시하는 도면이다.
여기에 도시된 본 발명은 필터부(10); 전해조(120); 알칼리수취출배관(L6); 산성수취출배관(L7); 산성수경로전환스위치(V3); 및 산성수취출배관(L9)을 포함한다.
상기 필터부(10)에는 유체가 유입되는 유입구(11)와 유체가 배출되는 배출구(12)가 형성되어 있고, 그 내부에는 이온교환수지 필터(100)를 포함하고 있으며, 상기 이온교환수지 필터(100)는 상기 필터부(10)의 유입구(11) 및 배출구(12)와 각각 연결된 별도의 유입부(101) 및 배출부(102)를 가질 수 있다. 그래서, 상기 필터부(10)부는 이온교환수지 필터(100)를 이용하여 외부로부터 유입되는 유체의 경도물질을 제거하거나 저감하는 기능을 수행한다.
상기 전해조(120)는 상기 필터부(10)에 의해 정화된 유체를 전달받아 전기 분해해서 알칼리수와 산성수를 배출한다. 이를 위하여, 상기 전해조(120)는 필터부(10)의 배출구(12)와 연결된 정수배관을 포함할 수 있다.
상기 알칼리수취출배관(L6)은 상기 전해조(120)에 연결되어 알칼리수를 외부로 취출하는 것이고, 상기 산성수취출배관(L7)은 상기 전해조(120)에 연결되어 산성수를 취출하는 것이다.
그리고, 본 발명은 상기 산성수경로전환스위치(V3)가 상기 산성수취출배관(L7)에 연결되어 있고, 상기 산성수배관(L9)은 상기 산성수경로전환스위치(V3)에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 산성수경로전환스위치(V3)는 산성수취출배관(L7) 상에 위치하고, 동시에 산성수배관(L9)과 연결되어 있어서, 선택적으로 전해조(120)로부터 이송된 산성수를 외부로 배출하거나 또는 상기 산성수배관(L9)을 통하여 이온교환수지 필터(100)로 전달하는 것이 가능하다. 예를 들어, 본 발명은 상기와 같은 산성수경로전환스위치(V3)를 가지고 있는바, 정상운전시에는 전해조(120)로부터 이송된 산성수를 산성수취출배관(L7)을 통하여 외부로 배출하는 것이 가능하고, 세척운전시에는 산성수취출배관(L7)을 상기 산성수배관(L9)과 관통시켜서 산성수를 이온교환수지 필터(100)로 전달할 수 있다. 이를 위하여, 상기 산성수배관(L9)은 필터부(10)와 연결되어 있는 것이 가능하고, 특히 상기 이온교환수지 필터(100)의 유입부(101)에 연결되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에 따른 이온 정수기는 이온교환수지 필터(100)를 포함해서 원수의 경도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 상기 이온교환수지 필터(100)를 전해조(120)에서 생성되는 산성수를 이용하여 재생시킴으로써, 별도의 재생시스템이 필요없는 효과를 가진다.
그리고, 이렇게 이온교환수지 필터(100)로 유입되어 재생에 사용된 산성수는 상기 이온교환수지 필터(100)의 배출부(102)를 통하여 외부로 배출되는 것이 가능하다.
또한, 상기와 같은 본 발명은 전해조(120)에서 생성되는 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 재생시키는 것으로 하는바, 상기 전해조(120)로 공급되는 유체는 이온교환수지 필터(100)에 의해 정화된 것일 수 있고, 상기 이온교환수지 필터(100)를 거치지 않은 외부 원수일 수도 있다.
이온교환수지 필터(100)의 재생에 사용되는 산성수는 굳이 상기 이온교환수지 필터(100)에 의한 정화과정을 거칠 필요가 없고, 이에 따라 본 발명의 일 구체예는, 외부로부터 유입되는 유체가 상기 이온교환수지 필터(100)로 유입되지 않고 상기 전해조(120)로 전달되도록 하는 원수경로전환스위치(V1)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 원수경로전환스위치(V1)는 이온교환수지 필터(100)의 재생을 위한 유체를 외부로부터 바로 전해조(120)로 전달하여, 상기 이온교환수지 필터(100)의 사용을 최소화할 수 있고, 정상운전과 세척운전의 선택적인 운용을 가능하게 한다.
이를 위하여, 상기 원수경로전환스위치(V1)는 유체를 외부로부터 이온교환수지 필터(100)로 전달하는 제1원수유입배관(L1)상에 위치하고, 제2원수유입배관(L2)을 통하여 전해조(120)와 연결된 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 양상에 따른 이온 정수기는, 상기한 바와 같은 필터부(10) 및 전해조(120)를 포함하여 이루어지고, 정상운전을 위한 제 1 경로와; 세척운전을 위한 제 2 경로를 선택적으로 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제 1 경로는, 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 이온 정수기로 유입된 유체가 이온교환수지 필터(100)를 통해 상기 전해조(120)에 전달되어 상기 전해조(120)에서 생성된 알칼리수와 산성수를 각각 취출하는 것이다. 이러한 제 1 경로를 통해 취출된 알칼리수는 사용자에게 제공되고, 산성수는 외부로 배출되어 버려질 수 있다.
상기 제 2 경로는, 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 이온 정수기로 유입된 유체가 상기 이온교환수지 필터(100)를 통과하지 않고 상기 전해조(120)에 전달되며, 상기 전해조(120)에서 생성된 산성수는 상기 이온교환수지 필터(100)에 공급되어 상기 이온교환수지 필터(100) 내의 경도 물질을 제거한 후 외부로 배출되는 것이다. 이러한 제 2 경로를 통해 본 발명은 전해조(120)에서 생성되는 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 재생시킬 수 있는 것이다. 이와 함께, 상기 전해조(120)에서는 산성수와 함께 알칼리수가 생성될 수도 있고, 이렇게 생성된 알칼리수는 사용자에게 제공되거나 외부로 배출되어 버려질 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 제 2 경로에서 유입된 유체가 상기 이온교환수지 필터(100)를 통과하지 않고 상기 전해조(120)로 전달되며, 상기 전해조(120)에서 생성된 산성수를 상기 이온교환수지 필터(100)에 공급하는 다수개의 경로전환스위치가 더 설치된 것이 바람직하다. 상기 다수개의 경로전환스위치는 상술한 바와 같은 산성수경로전환스위치(V3) 및/또는 원수경로전환스위치(V1)일 수 있고, 후술하는 원수산성수경로전환스위치(V2), 정수세척수경로전환스위치(V4) 및/또는 원수정수경로전환스위치(V5, V15)인 것도 가능하다.
일 구체예로, 상기 경로전환스위치는 모두 투웨이(two way) 밸브인 것이, 본 발명에 따른 이온 정수기를 간단하고 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 저렴한 비용으로 제조 할 수 있다는 점에서, 더욱 바람직하다.
이와 함께, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 이온 정수기는, 제1원수유입배관(L1); 전해조(120); 산성수배관(L9); 산성수경로전환스위치(V3); 및 원수산성수경로전환스위치(V2);를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1원수유입배관(L1)은 외부로부터 유체를 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입시키는 것이다. 상기 제1원수유입배관(L1)은 산성수배관(L9)과 연결될 수 있으며, 상기 제1원수유입배관(L1) 상에는 원수산성수경로전환스위치(V2)가 구비되어 있을 수 있다.
상기 전해조(120)는 상기 이온교환수지 필터(100)의 배출부(102)와 연결되어 상기 배출부(102)에서 배출된 유체가 유입되고, 상기 유입된 유체를 전기 분해하여 알칼리수와 산성수를 생성하며, 상기 생성된 알칼리수와 산성수를 각각 배출하는 배출구가 형성되어 있는 것이다.
상기 산성수배관(L9)은 상기 전해조(120)의 배출구로부터 산성수를 전달하는 것이다. 여기서, 상기 산성수배관(L9)은 전해조(120)의 배출구와 연결된 산성수취출배관(L7)을 포함하는 개념일 수 있다. 그래서, 상기 산성수배관(L9)은 전해조(120)의 배출구와 연결되어, 상기 전해조(120)에서 생성된 산성수를 전달받아 이온교환수지 필터(100)로 전달할 수 있다. 이를 위하여, 상기 산성수배관(L9)은 원수산성수경로전환스위치(V2)를 통해 제1원수유입배관(L1)과 연결될 수 있고, 산성수경로전환스위치(V3)를 통하여 산성수를 외부로 배출하는 산성수드레인배관과 연결될 수도 있다.
상기 산성수경로전환스위치(V3)는 상기 산성수배관(L9) 상에 구비되어 유로를 변경하는 기능을 가진다. 예를 들어, 산성수경로전환스위치(V3)는 전해조(120)의 배출구와 연결된 산성수배관(L9), 즉 산성수취출배관(L7)을 상기 산성수드레인배관과 관통시키거나, 상기 산성수취출배관(L7)을 산성수배관(L9)과 관통시키는 것이 가능하다.
상기 원수산성수경로전환스위치(V2)는 상기 제1원수유입배관(L1) 상에 구비되고, 상기 산성수경로전환스위치(V3)와 연결되어 상기 산성수를 선택적으로 상기 이온교환수지 필터(100)에 공급하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 원수산성수경로전환스위치(V2)는 제1원수유입관(L1)을 개방(pass)하여 외부에서 유입된 유체가 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입되게 하거나, 이온교환수지 필터(100)의 유입구에 연결된 제1원수유입관(L1)과 산성수배관(L9)을 연결시켜서 산성수가 상기 이온교환수지 필터(100)로 전달되게 한다.
이와 같은 본 발명은, 정상운전시에는 전해조(120)의 배출구와 연결된 산성수배관(L9)이 전해조(120)에서 생성된 산성수를 전달받아 산성수경로전환스위치(V3)를 통하여 외부로 배출할 수 있다. 또한, 세척운전시에는 상기 산성수배관(L9)이 산성수경로전환스위치(V3)에 의해 전달받은 산성수를 원수산성수경로전환스위치(V2)를 통해 제1원수유입배관(L1)으로 전달할 수 있으며, 그러면 상기 산성수는 제1원수유입배관(L1)을 통과해서 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 전달되어 상기 이온교환수지 필터(100)를 재생시키는 것이 가능하다.
일 구체예로, 본 발명은 상기 제1원수유입배관(L1) 경로 상에 설치되어 유입되는 유체가 상기 이온교환수지 필터(100)를 통과하지 않고 상기 전해조(120)로 전달되게 하는 원수경로전환스위치(V1)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 원수경로전환스위치(V1)는 제1원수유입관(L1) 상에 구비되고, 전해조(120)와 연결된 제2원수유입배관(L2)과 연결되어 유로를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 원수경로전환스위치(V1)는 정상운전시에는 제1원수유입관(L1)을 개방(pass)하여 외부로부터 들어온 원수가 원수산성수경로전환스위치(V2)를 거쳐 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 외부로부터 원수를 유입하는 제1원수유입관(L1)과 상기 제2정수배관을 연결시키는 것이 가능하다.
일 구체예로, 본 발명은 상기 이온교환수지 필터(100)의 배출구에 연결된 제1정수배관(L3); 상기 제1정수배관 상에 구비되어 유로를 결정하는 정수세척수경로전환스위치(V4); 및 상기 정수세척수경로전환스위치와 연결되어 상기 이온교환수지 필터를 통과한 세척수를 배출하는 세척수드레인배관(L4);을 더 포함하는 것도 가능하다. 상기 제1정수배관(L3)은 이온교환수지 필터(100)의 배출구와 전해조(120)를 연결할 수 있고, 세척수드레인배관(L4)과 연결될 수 있으며, 이를 위하여 상기 제1정수배관(L3) 상에는 정수세척수경로전환스위치(V4)가 구비되어 있을 수 있다. 상기 세척수드레인배관(L4)은 정수세척수경로전환스위치(V4)와 연결되어 이온교환수지 필터(100)를 통과한 세척수를 외부로 배출한다. 즉, 세척수드레인배관(L4)은 세척운전시에 제1정수배관(L3)으로부터 정수세척수경로전환스위치(V4)를 통해 세척수를 전달받아 외부로 배출하는 것이 가능하다. 그래서, 정상운전시에는 이온교환수지 필터(100)의 배출구에서 배출되는 경도가 제거된 원수를 전해조(120)의 유입구로 유입시키는 것이 가능하다. 또한, 세척운전시에는 이온교환수지 필터(100)의 배출구에서 배출되는 산성수를 정수세척수경로전환스위치(V4)를 통해 세척수드레인배관(L4)으로 배출할 수 있다.
일 구체예로, 본 발명은 제1정수배관(L3) 상에 구비되고, 상기 제2원수유입배관(L2)과 연결되어 유로를 전환하는 원수정수경로전환스위치(V5)를 더 포함할 수 있다. 상기 원수정수경로전환스위치(V5)는 정상운전시에는 제1정수배관(L3)을 개방(pass)하여 이온교환수지 필터(100)의 배출구로부터 정수세척수경로전환스위치(V4)를 거쳐 전달된 경도물질이 제거된 원수를 전해조(120)의 유입구으로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 제1정수배관(L3)과 제2정수배관(L2, L12)을 연결시키는 것이 가능하다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 필터부에 이온교환수지 필터(100)와 UF 필터(110)가 포함된 이온 정수기를 이용해서, 원수로부터 알칼리수를 생성하고, 전해조(120)에서 생성된 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 것에 대해서 설명하기로 한다.
여기에 도시된 본 발명은 이온교환수지 필터(100), UF 필터(110)및 전해조(120)를 포함하는 이온 정수기에 관한 것으로서, 전해조(120)에서 알칼리수를 취출하는 정상운전시에는 원수를 이온교환수지 필터(100)와 UF 필터(110) 및 전해조(120)를 통과시켜서 경도가 낮은 고품질의 알칼리수를 생성하고, 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 세척운전시에는 전해조(120)에서 생성된 산성수를 이온교환수지 필터(100)에 유입시켜 이온교환수지에 부착되어 있던 경도물질을 제거하는 것이 특징이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 정수기에 대한 도면으로서, 도 3은 원수로부터 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하고, 도 4는 전해조(120)에서 생성된 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 세척운전 상태를 예시한다. 그리고, 도 5는 본 발명이 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기 구조에서 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하고, 도 6은 상기한 이온 정수기 구조에서 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 세척운전 상태를 예시한다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기는, 상술한 바와 같은 이온교환수지 필터(100); UF 필터(110); 및 전해조(120)를 포함한다. 그리고, 제1원수유입배관(L1, L11); 제1정수배관(L3, L13); 제2정수배관(L5, L15); 알칼리수취출배관(L6, L16); 산성수취출배관(L7, L17); 산성수배관(L9, L19); 산성수경로전환스위치(V3, V13); 산성수드레인배관(L8, L18); 원수산성수경로전환스위치(V2, V12); 제2원수유입배관(L2, L12); 원수경로전환스위치(V1, V11); 원수정수경로전환스위치(V5, V15); 정수세척수경로전환스위치(V4, V141); 세척수드레인배관(L4, L14);을 더 포함는 것이 가능하다. 상기 산성수배관(L9, L19)은 산성부취출배관(L7, L17)을 포함하는 의미로 사용될 수도 있다.
제1원수유입배관(L1, L11)은 유체를 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입시키는 것이다. 상기 제1원수유입배관(L1, L11)은 제2원수유입배관(L2, L12) 및 산성수배관(L9, L19)과 연결될 수 있으며, 상기 제1원수유입배관(L1, L11) 상에는 원수경로전환스위치(V1, V11)와 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)가 구비되어 있을 수 있다. 그래서, 정상운전시에는 원수를 외부로부터 받아서 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입시킨다. 또한, 세척운전시에는 원수를 원수경로전환스위치(V1, V11)를 통해 제2원수유입배관(L2, L12)으로 전달하고, 산성수배관(L9, L19)으로부터 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)를 통해 전달받은 산성수를 이온교환수지 필터(100)의 유입구으로 유입시킨다.
제1정수배관(L3, L13)은 이온교환수지 필터(100)의 배출구와 UF 필터(110)의 유입구를 연결한다. 제1정수배관(L3, L13)은 제2원수유입배관(L2, L12) 및 세척수드레인배관(L4, L14)과 연결될 수 있으며, 상기 제1정수배관(L3, L13) 상에는 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)와 원수정수경로전환스위치(V5, V15)가 구비되어 있을 수 있다. 그래서, 정상운전시에는 이온교환수지 필터(100)의 배출구에서 배출되는 경도가 제거된 원수를 UF 필터(110)의 유입구로 유입시키는 것이 가능하다. 또한, 세척운전시에는 제2원수유입배관(L2, L12)으로부터 원수정수경로전환스위치(V5, V15)를 통해 전달받은 원수를 UF 필터(110)의 유입구로 유입시키고, 이온교환수지 필터(100)의 배출구에서 배출되는 산성수를 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)를 통해 세척수드레인배관(L4, L14)으로 배출할 수 있다.
제2정수배관(L5, L15)은 UF 필터(110)의 배출구와 전해조(120)의 유입구를 연결한다. 그래서, 제2정수배관(L5, L15)은 상기 UF 필터(110)에서 정화된 정화수를 상기 전해조(120)로 전달할 수 있다.
알칼리수취출배관(L6, L16)은 전해조(120)의 배출구로부터 알칼리수를 배출한다. 즉, 알칼리수취출배관(L6, L16)은 전해조(120)의 배출구와 연결되어, 상기 전해조(120)에서 생성된 알칼리수를 외부로 배출할 수 있다.
산성수취출배관(L7, L17)은 전해조(120)의 배출구로부터 산성수를 전달한다. 즉, 산성수취출배관(L7, L17)은 전해조(120)의 배출구와 연결되어, 상기 전해조(120)에서 생성된 산성수를 전달받아 외부로 배출하거나 산성수배관(L9, L19)을 통하여 이온교환수지 필터(100)로 전달할 수 있다. 이를 위하여, 산성수(취출)배관(L7, L9, L17, L19)은 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)를 통해 제1원수유입배관(L1, L11)과 연결될 수 있고, 산성수경로전환스위치(V3, V13)를 통하여 산성수드레인배관(L8, L18)과 연결될 수 있다. 산성수(취출)배관(L7, L9, L17, L19)은 상기 산성수경로전환스위치(V3, V13)를 가운데 두고, 산성수취출배관(L7, L17) 및 산성수배관(L9, L19)으로 구분될 수도 있다. 그래서, 정상운전시에는 상기 산성수취출배관(L7, L17)이 전해조(120)에서 생성된 산성수를 전달받아 산성수경로전환스위치(V3, V13)를 통하여 산성수드레인배관(L8, L18)으로 배출할 수 있다. 또한, 세척운전시에는 상기 산성수배관(L9, L19)이 산성수취출배관(L7, L17)으로부터 산성수경로전환스위치(V3, V13)을 통해 전달받은 산성수를 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)를 통해 제1원수유입배관(L1, L11)으로 전달할 수 있으며, 그러면 상기 산성수는 제1원수유입배관(L1, L11)을 통과해서 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 전달되는 것이 가능하다.
산성수경로전환스위치(V3, V13)는 산성수(취출)배관(L7, L9, L17, L19) 상에 구비되어 유로를 결정한다. 산성수경로전환스위치(V3, V13)는 정상운전시에는 산성수취출배관(L7, L17)과 산성수드레인배관(L8, L18)을 연결시키고, 세척운전시에는 산성수취출배관(L7, L17)과 산성수배관(L9, L19)을 연결시키는 것이 가능하다.
산성수드레인배관(L8, L18)은 산성수경로전환스위치(V3, V13)와 연결되어 산성수를 배출한다. 즉, 산성수드레인배관(L8, L18)은 정상운전시에 산성수취출배관(L7, L17)으로부터 산성수경로전환스위치(V3, V13)를 통해 산성수를 전달받아 외부로 배출하는 것이 가능하다.
원수산성수경로전환스위치(V2, V12)는 제1원수유입관(L1, L11) 상에 구비되고, 상기 산성수(취출)배관(L7, L9, L17, L19)과 연결되어 유로를 결정한다. 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)는 정상운전시에는 제1원수유입관(L1, L11)을 개방(pass)하여 원수경로전환스위치(V1, V11)를 통해 들어온 원수가 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 이온교환수지 필터(100)의 유입구에 연결된 제1원수유입관(L1, L11)과 산성수배관(L9, L19)을 연결시키는 것이 가능하다.
제2원수유입배관(L2, L12)은 제1원수유입관(L1, L11)과 제1정수배관(L3, L13)을 연결한다. 제2정수배관(L2, L12)은 원수경로전환스위치(V1, V11)를 통해 제1원수유입배관(L1, L11)과 연결될 수 있고, 원수정수경로전환스위치(V5, V15)를 통해 제1정수배관(L3, L13)과 연결될 수 있다. 그래서, 세척운전시에는 제1원수유입배관(L1, L11)으로부터 원수경로전환스위치(V1, V11)를 통해 전달받은 원수를 통과시켜서 원수정수경로전환스위치(V5, V15)를 통해 제1정수배관(L3, L13)에 전달할 수 있다.
원수경로전환스위치(V1, V11)는 제1원수유입관(L1, L11) 상에 구비되고, 상기 제2원수유입관(L2, L12)과 연결되어 유로를 결정한다. 원수경로전환스위치(V1, V11)는 정상운전시에는 제1원수유입관(L1, L11)을 개방(pass)하여 외부로부터 들어온 원수가 원수산성수경로전환스위치(V2, V12)를 거쳐 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 외부로부터 원수를 유입하는 제1원수유입관(L1, L11)과 제2정수배관(L2, L12)을 연결시키는 것이 가능하다.
원수정수경로전환스위치(V5, V15)는 제1정수배관(L3, L13) 상에 구비되고, 상기 제2원수유입관(L2, L12)과 연결되어 유로를 결정한다. 원수정수경로전환스위치(V5, V15)는 정상운전시에는 제1정수배관(L3, L13)을 개방(pass)하여 이온교환수지 필터(100)의 배출구로부터 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)를 거쳐 전달된 경도물질이 제거된 원수를 UF 필터(110)의 유입구으로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 제1정수배관(L3, L13)과 제2정수배관(L2, L12)을 연결시키는 것이 가능하다.
정수세척수경로전환스위치(V4, V141)는 제1정수배관 상에 구비되어 유로를 결정한다. 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)는 정상운전시에는 제1정수배관(L3, L13)을 개방(pass)하여 이온교환수지 필터(100)의 배출구로부터 전달된 경도물질이 제거된 원수를 원수정수경로전환스위치(V5, V15)를 통해 UF 필터(110)의 유입구로 유입되게 할 수 있다. 그리고, 세척운전시에는 제1정수배관(L3, L13)과 세척수드레인배관(L4, L14)을 연결시키는 것이 가능하다.
세척수드레인배관(L4, L14)은 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)와 연결되어 이온교환수지 필터(100)를 통과한 세척수를 배출한다. 즉, 세척수드레인배관(L4, L14)은 세척운전시에 제1정수배관(L3, L13)으로부터 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)를 통해 세척수를 전달받아 외부로 배출하는 것이 가능하다.
여기서, 상기 산성수경로전환스위치(V3, V13), 원수산성수경로전환스위치(V2, V12), 원수경로전환스위치(V1, V11), 원수정수경로전환스위치(V5, V15) 및 정수세척수경로전환스위치(V4, V141)는 모두 1개의 유입 포트(port)와 2개이 출구 포트를 가진 투웨이(two way) 밸브일 수 있다.
이러한 본 발명은 여러가지 종류의 스위치 또는 포트 밸브를 사용하는 것이 아니라 한가지 종류의 밸브만을 사용해서, 산성수로 이온교환수지 필터(100)를 세척할 수 있는 이온 정수기를 구성한 것이 특징이다. 이 경우, 본 발명에 따른 이온 정수기의 제작방법이 간단할 뿐만 아니라, 저렴한 비용으로 제조 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 밸브는 별도의 제어부(도시하지 않음)에 의해 자동적으로 유로를 변경시킬 수 있는 솔레노이드 밸브일 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하면서, 본 실시예에 따른 이온 정수기에서 원수로부터 알칼리수를 생성하는 정상운전 과정과, 전해조(120)에서 생성된 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 세척운전 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리수를 취출하는 정상운전 상태를 예시하는 도면이다. 이하 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리 이온수를 취출하는 경우의 작동상태(유로)를 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 정상 운전시에는 이온교환수지 필터(100)와 UF 필터(110)를 거쳐 전해조(120)로 유입된 유체가 상기 전해조(120)에서 전기분해되어 산성수와 알칼리수로 생성되고, 상기 생성된 산성수는 상기 산성수(취출)배관(L7, L9)을 통해 산성수경로전환스위치(V3)를 거쳐 산성수드레인배관(L8)으로 배출될 수 있다.
더욱 구체적으로, 외부로부터 유입된 원수는 제1원수유입배관(L1)을 통해 이온교환수지 필터(100)로 유입된다. 즉, 알칼리수를 취출하는 경우에는 원수가 원수경로전환스위치(V1)에 의해 제2원수유입배관(L2)으로 흐르지 않고 제1원수유입배관(L1)으로 흐르도록 조절된다. 원수경로전환스위치(V1)와 원수산성수경로전환스위치(V2)를 거쳐 이온교환수지 필터(100)를 통과한 원수에서는 Ca2+, Mg2+와 같은 경도물질이 이온교환반응에 의해 제거되고, 이렇게 경도물질이 제거된 원수는 정수세척수경로전환스위치(V4)와 원수정수경로전환스위치(V5)를 거쳐 UF 필터(110)로 유입된다.
UF 필터(110)로 유입된 원수는 상기 UF 필터(110)를 통해 잔류염소, 입자성 물질, 유기화합물질 등이 제거된 정화(정수)된 정화수로 배출되고, 이렇게 배출된 정화수는 제2정수배관(L5)을 통해 전해조(120)로 유입된다. 전해조(120)에서는 전기분해를 통하여 알칼리수와 산성수가 생성된다. 상기 생성된 알칼리수는 알칼리수취출배관(L6)을 통과해서 알칼리수취출코크(도시하지 않음)를 통해 사용자가 음용할 수 있도록 배출된다. 그리고, 상기 생성된 산성수는 산성수취출배관(L7), 산성수경로전환스위치(V3) 및 산성수드레인배관(L8)을 통해 외부로 배출되는 것이 가능하다.
또한, 제2정수배관(L5) 상의 일 지점은 정수취출배관(도시하지 않음)에 연결되고 상기 제2정수배관(L5)과 정수취출배관이 교차하는 지점에 정수경로전환스위치(도시하지 않음)가 존재하여 정수된 물을 음용하도록 구성할 수 있다. 아울러, 상기 정수취출배관은 저수조(도시하지 않음)에 연결되어 정수된 물을 저수조에 저장할 수도 있고, 상기 저수조는 냉수조 또는 온수조이거나 양자를 모두 구비할 수도 있다. 즉, 냉온수기로 사용할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 정수기에서 산성수를 이용하여 이온교환수지 필터(100)를 세척하는 세척운전 상태를 예시하는 도면이다. 이온교환수지 필터(100)의 세척은 별도의 제어부(도시하지 않음)에 의해 자동으로 일정 주기마다 일정 시간 동안 이루어질 수 있으며, 수동으로 원하는 시간에 이루어질 수도 있고, 자동과 수동을 조합하여 이루어질 수도 있다.
도 4를 참조하면, 세척 운전시에는 원수경로전환스위치(V1)를 통해 제2원수유입배관(L2)을 통과하고 원수정수경로전환스위치(V5)를 통해 제1정수배관(L3)을 통과한 원수가 UF 필터(110)를 거쳐 전해조(120)에서 전기분해되어 산성수와 알칼리수로 생성되며, 상기 생성된 산성수는 산성수(취출)배관(L7, L9)을 통해 산성수경로전환스위치(V3)와 원수산성수경로전환스위치(V2)를 거쳐 제1원수유입배관(L1)을 통과한 후 이온교환수지 필터(100)의 유입구에서 배출구로 통과하면서 상기 이온교환수지 필터(100)를 세척하고, 세척후 상기 제1정수배관(L3)으로 전달된 세척수는 정수세척수경로전환스위치(V4)를 거쳐 세척수드레인배관(L4)으로 배출되는 것이 바람직하다.
더욱 구체적으로, 원수는 원수경로전환스위치(V1)에 의해 제2원수유입배관(L2)으로 흐르도록 조절되며, 원수정수경로전환스위치(V5)를 거쳐 UF 필터(110)에 유입된다. 유입된 원수는 UF 필터(110)를 통과하면서 원수에 포함되어 있는 잔류염소, 입자성 물질, 유기화합물질 등이 제거되어 정화가 이루어지며, 정화된 물은 제2정수배관(L5)을 거쳐 전해조(120)에 유입되어 전기분해가 이루어진다. 여기서, 원수는 직접 전해조(120)로 유입될 수도 있으나 먼저 UF 필터(110)를 통과한 후 전해조(120)로 유입되는 것이, 상기 UF 필터(110)에 의한 기본적인 정화과정을 거치기 때문에 더욱 바람직하다.
그러면, 전해조(120) 내에서는 알칼리수와 산성수가 생성된다. 생성된 알칼리수는 알칼리수취출배관(L6)을 통해 음용될 수 있다. 상기 생성된 산성수는 산성수취출배관(L7)과 산성수경로전환스위치(V3)를 거쳐서 산성수배관(L9)을 통과하고, 원수산성수경로전환스위치(V2)을 거쳐 제1원수유입배관(L1)을 통해 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입된다. 제1원수유입배관(L1)은 원수유입배관이라는 명칭이 부여되었으나 반드시 원수만 들어오는 것은 아니고 원수가 유입될 수도 있고 산성수가 유입될 수도 있으나 통상적으로 원수가 유입되므로 편의상 원수유입배관이라고 명명하였다.
이에 따라, 이온교환수지 필터(100)의 유입구로 유입된 산성수에 의해 이온교환수지 필터(100)의 이온교환수지가 세척된다. 즉, 상기 산성수가 이온교환수지의 SO3 2-에 부착되어 있던 Ca2+, Mg2+와 같은 경도물질을 탈착시키고 H+가 치환되어 이온교환수지가 재생되는 것이다. 이렇게 세척에 사용된 세척수는 정수세척수경로전환스위치(V4)를 거쳐 세척수드레인배관(L4)으로 드레인될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 알칼리수를 취출하는 경우의 유로를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기에서 이온교환수지 필터를 재생하는 경우의 유로를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 이온 정수기는 상기한 도 3 및 도 4를 참조로 설명된 이온 정수기와 실질적으로 동일하다.
다만, 산성수드레인배관(L8)의 위치가 전단 및 후단에 구비되는 것과, 세척수드레인배관(L4)이 산성수드레인배관(L8)에 연결되어 있는 점에서 차이가 있다.
이와 같이, 세척수드레인배관(L4)과 산성수드레인배관(L8)이 연결되어 있는 경우, 세척수와 산성수의 배출 경로를 단일화할 수 있는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기의 개략적인 구성을 예시하는 도면이다. 도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 정수기는 이온교환수지 필터(100), UF 필터(110), 전해조(120) 외에 침전필터(130), 전처리카본 필터(140), 유량계(150) 및 제어부(160) 등을 포함할 수 있다.
침전 필터(130)는 원수에서 부유물질, 모래, 녹 등 비교적 큰 불순물을 제거하고 다음 단계 필터의 수명을 연장시켜 주는 기능을 수행할 수 있으며, 전처리카본 필터(140)는 원수에서 농약성분, 발암물질 등 휘발성 유기물질을 제거할 뿐만 아니라 염소 성분을 제거하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 침전 필터(130)와 전처리카본 필터(140) 모두를 포함할 수도 있으며, 상기 침전 필터(130)와 전처리카본 필터(140) 중 어느 하나만 포함할 수도 있다.
유량계(150)는 UF 필터(110)과 전해조(120)를 연결하는 배관, 즉 제2정수배관(L15) 상에 설치될 수도 있고, 이온교환수지 필터(100)과 UF 필터(110)를 연결하는 배관, 즉 제1정수배관(L13) 상에 설치될 수도 있다. 유량계(150)에 의해 이온교환수지 필터(100)의 사용량(물 정화량)을 누적 측정할 수 있으며 이온교환수지 필터(100)의 재생이 필요한 시점을 자동적으로 예측할 수 있다. 이온교환수지(100)의 재생이 필요한 경우, 제어부(160)는 산성수경로전환스위치(V13)에 신호를 인가하여 전해조(120)에서 생성되는 산성수의 유로를 자동적으로 산성수드레인배관(L18)으로부터 제2산성수취출배관(L19)으로 전환하도록 조절할 수 있다.
이와 동시에, 원수경로전환스위치(V11)에도 신호를 인가하여 원수의 유로를 제1원수유입배관(L11)으로부터 제2원수유입배관(L12)으로 전환되도록 할 수 있으며, 정수세척수경로전환스위치(V14)에도 전기적 신호를 인가하여 이온교환수지 필터(100)를 통과한 물이 제1정수배관(L13)으로부터 세척수드레인배관(L14)으로 변경되도록 할 수 있다. 세척수드레인배관(L14)은 산성수드레인배관(L18)과 연결된 배관이거나 별도의 배관일 수 있다.
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이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술상 범위 내에서 다양한 변형과 수정이 가능하며, 이러한 변형 및 수정이 본 발명의 권리 범위를 제한하지는 않는다.
100 : 이온교환수지 필터 110 : UF 필터
120 : 전해조 130 : 침전 필터
140 : 전처리카본 필터 L1, L11...제1원수유입배관
L2, L12...제2원수유입배관 L3, L13 : 제1정수배관
L4, L14 : 세척수드레인배관 L5, L15 : 제2정수배관
L6, L16 : 알칼리수취출배관 L7, L17 : 산성수취출배관
L8, L18 : 산성수드레인배관 L9, L19 : 산성수배관
V1, V11 : 원수경로전환스위치 V2, V12 : 원수산성수경로전환스위치
V3, V13 : 산성수경로전환스위치
V4, V14 : 정수세척수경로전환스위치
V5, V15 : 원수정수경로전환스위치
120 : 전해조 130 : 침전 필터
140 : 전처리카본 필터 L1, L11...제1원수유입배관
L2, L12...제2원수유입배관 L3, L13 : 제1정수배관
L4, L14 : 세척수드레인배관 L5, L15 : 제2정수배관
L6, L16 : 알칼리수취출배관 L7, L17 : 산성수취출배관
L8, L18 : 산성수드레인배관 L9, L19 : 산성수배관
V1, V11 : 원수경로전환스위치 V2, V12 : 원수산성수경로전환스위치
V3, V13 : 산성수경로전환스위치
V4, V14 : 정수세척수경로전환스위치
V5, V15 : 원수정수경로전환스위치
Claims (10)
- 유입되는 유체의 경도물질을 제거하거나 저감하는 제1필터;
상기 제1필터와 연결되며, 유입되는 유체를 정화하는 제2필터;
상기 제2필터와 연결되며, 유입되는 유체를 전기 분해해서 알칼리수와 산성수를 배출하는 전해조;
상기 제1필터로 유체를 공급하는 제1원수유입배관;
상기 제2필터로 유체를 공급하는 제2원수유입배관;
상기 제1원수유입배관 및 상기 제2원수유입배관과 연결되며, 유입되는 유체의 유동방향을 상기 제1원수유입배관 또는 상기 제2원수유입배관으로 전환하는 원수경로전환스위치;
상기 전해조에 연결되며, 알칼리수가 배출되는 알칼리수취출배관;
상기 전해조에 연결되며, 산성수가 배출되는 산성수취출배관;
상기 산성수취출배관에 위치하며, 유입되는 유체의 유동방향을 전환하는 산성수경로전환스위치; 및
상기 산성수경로전환스위치 및 상기 제1필터의 유입부와 연결되는 산성수배관을 포함하는 이온 정수기.
- 제 1항에 있어서,
상기 제1필터는 이온교환수지 필터를 포함하며,
상기 제2필터는 중공사막 방식의 UF필터(Ultra-filtration filter)를 포함하는 이온 정수기.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제1필터로 유입된 산성수는 상기 제1필터의 배출부로 배출되는 이온 정수기.
- 제 2항에 있어서,
유체가 유입되는 경로 상에서 상기 제1필터 보다 선행하는 침전필터와, 전처리카본 필터를 더 포함하는 이온 정수기.
- 제 1항에 있어서,
상기 제1필터로부터 정수되어 배출되는 유체의 누적량을 측정하는 유량계를 더 포함하는 이온 정수기.
- 제 6항에 있어서,
상기 유량계와 연결되며, 상기 유량계에 의해 측정된 유체의 누적량을 통해 상기 제1필터의 재생이 필요하다고 판단되는 경우 상기 원수경로전환스위치 및 상기 산성수경로전환스위치를 제어하여 상기 제1필터를 산성수로 세척하는 제어부를 더 포함하는 이온 정수기.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제1필터의 배출부에 연결된 제1정수배관;
상기 제1정수배관 상에 구비되어 유로를 결정하는 정수세척수경로전환스위치; 및
상기 정수세척수경로전환스위치와 연결되어 상기 제1필터를 통과한 세척수를 배출하는 세척수드레인배관을 더 포함하는 이온 정수기.
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