KR101765339B1 - 정수기능을 갖는 이온수기 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정화기능을 갖는 이온수기에 관한 것으로, 복수의 필터로 구성되어 원수를 정화시키는 필터부와, 상기 필터부에서 정화된 물을 전기분해하여 알칼리 이온수와 산성수를 생성하는 전해조와, 상기 전해조에서 생성된 알칼리 이온수와 산성수를 상기 필터부에 공급하여 필터부 세정작용을 수행하는 필터 세정부로 구성되어, 필터부의 세정작용을 효과적으로 수행할 수 있고 필터의 수명을 연장할 수 있으며, 전해조로 공급되는 정수의 유량 감소를 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 정수기능을 갖는 이온수기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 이온수기는 무기물이 포함된 원수를 전기 분해하여 양이온의 무기질이 포함된 알칼리 이온수와 비음용수인 산성수로 분리한다. 통상 알칼리수는 산성 체질을 개선하고 과다한 위산을 억제하는 등 의료 목적으로 사용되고, 산성수는 화장용 또는 세정용으로 사용되거나 그대로 방류하기도 한다.
이러한 이온수기는 원수를 정화하도록 활성탄과 한외여과막(UF:Ultrafiltration)으로 구성된 전처리 필터부와, 전처리 필터부에서 여과된 원수를 전기분해하여 알칼리 이온수와 산성수를 만드는 전해조로 구비된다.
전해조는 양극 전극과 음극 전극에 직류 전압을 가하여 원수를 전기 분해하면 음극에서는 알칼리 이온수가 발생되고, 양극에서는 산성수가 발생된다.
최근 이온수기는 정수기능을 강화하여 정수와 이온수를 동시에 얻을 수 있도록 하기 위해 전처리 필터가 세디먼트 필터(sediment filter), 선카본 필터(pre-carbon filter), 멤브레인 필터(membrane filter), 후카본 필터(post-carbon filter) 등이 순차적으로 배열된 구조를 이루고 있다.
이러한 전처리 필터부는 사용시간이 일정 시간 경과하면 필터를 교체해야 된다. 특히, 멤브레인 필터의 경우 이온수기의 사용 기간이 늘어남에 따라 막 표면에 원수에 함유된 여러 가지 성분에 의해 막 오염(fouling)이 발생하게 된다. 막 오염이 발생하면 막 표면의 기공이 막히게 되므로 멤브레인 필터를 통과하는 유량이 감소하게 되고, 막 오염이 심해지면 필터 자체를 교체해야되는 문제가 발생된다.
최근에는 이온수기의 크기가 점차적으로 작아지는 추세이기 때문에 필터 크기 역시 작아지는 방향으로 가기 때문에 막 오염에 의한 유량 감소문제가 더욱 심각해질 수 있다.
본 발명의 목적은 전해조에서 발생되는 이온수를 이용하여 필터를 세정할 수 있도록 하여 필터의 수명을 연장할 수 있고 유량 감소로 인한 이온수기의 성능 저하를 방지할 수 있는 정수기능을 갖는 이온수기 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하려는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 정수기능을 갖는 이온수기는 복수의 필터로 구성되어 원수를 정화시키는 필터부와, 상기 필터부에서 정화된 물을 전기분해하여 알칼리 이온수와 산성수를 생성하는 전해조와, 상기 전해조에서 생성된 알칼리 이온수와 산성수를 상기 필터부에 공급하여 필터부 세정작용을 수행하는 필터 세정부를 포함한다.
일실시예에 따른 필터 세정부는 산성수 배출라인과 필터부 사이에 연결되는 제1세정라인과, 알칼리 이온수 배출라인과 필터부 사이에 연결되는 제2세정라인과, 상기 산성수 배출라인과 제1세정라인이 연결되는 부분에 설치되어, 라인을 전환시키는 제2전환밸브와, 상기 알칼리 이온수 배출라인과 제2세정라인이 연결되는 부분에 설치되어 라인을 전환시키는 제3전환밸브를 포함한다.
일 실시예에 따른 필터 세정부는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 필터부를 통과한 유량을 측정하여 유량이 설정치 이하로 감소했을 때, 상기 제2전환밸브와 상기 제3전환밸브를 제어하여 알칼리 이온수와 산성수를 필터부로 공급한다.
일 실시예에 따른 이온수기 제어방법은 필터부를 통과한 정수의 유량을 측정하는 단계와, 상기 단계에서, 정수의 유량을 설정치와 비교하는 단계와, 상기 단계에서, 정수의 유량이 설정치 이하이면, 전해조에서 생성된 알칼리 이온수와 산성수를 필터부로 공급하여 필터부를 세정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 정수 기능을 갖는 이온수기는 전해조에서 생성되는 알칼리 이온수와 산성수를 필터부로 공급하여 필터부의 막 세정을 수행하는 필터 세정부를 구비하여 필터부의 수명을 연장하고, 필터부의 기공이 막혀 유량이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 제어방법을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 제어방법을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기는 원수를 정화시키는 복수의 필터로 구성된 필터부(10)와, 필터부(10)에서 정화된 물을 전기분해하여 알칼리 이온수와 산성수를 생성하는 전해조(30)를 포함한다.
필터부(10)는 세디먼트 필터(sediment filter)(12), 선카본 필터(pre-carbon filter)(14), 멤브레인 필터(membrane filter)(16), 후카본 필터(post-carbon filter)(18) 등이 순차적으로 배열된 구조를 갖는다.
세디먼트 필터(sediment filter)(12)는 부유물질, 모래, 녹 등 비교적 큰 찌꺼기와 불순물을 제거하는 기능을 갖는다.
선카본 필터(pre-carbon filter)(14)는 원수에서, 농약성분, 발암물질 등 휘발성 유기물질을 제거할 뿐만 아니라 후단의 역삼투막에 잔류 염소가 들어가지 않도록 염소 성분을 제거하는 기능을 가진다.
멤브레인 필터(membrane filter)(16)는 원수에 함유된 유기, 무기 오염물질, 세균, 바이러스, 중금속 및 염을 포함한 이온성 물질을 제거하는 기능을 가진다. 이러한 멤브레인 필터(16)는 염제거율이 95% 이상되는 역삼투막을 사용할 경우 정수된 물이 전해조에서 전기 분해되지 않기 때문에 염제거율이 85% 넘지 않는 멤브레인을 적용하도록 한다.
이러한 멤브레인 필터(16)의 막은 한외 여과막(Ultrafiltration)이나 나노 여과막(nanofiltration)이 사용되는 것이 바람직하다.
후카본 필터(18)는 원수에 함유된 가스상 물질을 제거하여 물 냄새를 제거하고 물맛을 향상시키는 기능을 한다.
필터부(10)와 전해조(30) 사이는 필터부(10)를 통과하면서 정화된 물이 전해조(30)로 공급되는 정수 라인(40)이 연결되고, 이 정수라인(40)에는 정수를 사용자가 배출시킬 있도록 하는 정수 배출라인(42)이 연결되고, 이 정수 배출라인(42)과 정수라인(40) 연결 부위에는 유로를 전환시키는 제1전환밸브(44)가 설치된다.
즉, 사용자가 정수를 얻기 위해 정수 배출라인(42)을 개방하면 제1전환밸브(44)가 유로를 전환시켜 필터부(10)를 통과한 정수가 정수 배출라인(42)으로 배출될 수 있도록 한다.
전해조(30)는 양전극(32)과 음전극(34)이 내장되어 있고, 양전극(32)에서 생성되는 산성수가 배출되는 산성수 배출라인(50)과, 음전극(34)에서 생성되는 알칼리 이온수가 배출되는 알칼리 이온수 배출라인(52)이 연결된다.
이러한 전해조(30)는 직류 전원이 인가되면 물속에 존재하는 마그네슘, 칼슘 등 양이온은 음전극으로, 염소나 황산 등 음이온은 양전극으로 끌려가게 된다. 그리고, 이와 동시에 양전극에서는 수산이온을 받아 산소분자로 되어 공기 중으로 날아가게 하고, 남은 물속에서 수소 이온의 농도가 증가함으로써, 물이 산성으로 변하게 된다. 그리고, 이와 반대로, 음전극에서는 수소이온을 받아 수소 분자로 되어 날아가고, 남은 물에서 수산 이온의 농도가 증가하여 물이 알칼리성으로 변하게 된다.
일 실시예에 따른 이온수기는 전해조(30)에서 생성되는 산성수와 알칼리 이온수를 필터부(10)로 공급하여 필터부(10)의 세정 작용을 하는 필터 세정부(60)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 세정부의 제어구조를 나타낸 블럭도이다.
필터 세정부(60)는 산성수 배출라인(50)과 필터부(10) 사이에 연결되는 제1세정라인(62)과, 알칼리 이온수 배출라인(52)과 필터부(10) 사이에 연결되는 제2세정라인(64)과, 제1세정라인(62)과 산성수 배출라인(50)이 연결되는 부분에 설치되어 라인을 전환시키는 제2전환밸브(66)와, 제2세정라인(64)과 알칼리 이온수 배출라인(52)이 연결되는 부분에 설치되어 라인을 전환시키는 제3전환밸브(68)를 포함한다.
여기에서, 제1세정라인(62)과 제2세정라인(64)은 필터부(10) 중 멤브레인 필터(16)와 연결되어 멤브레인 필터의 막 세정을 수행하는 것이 바람직하다. 멤브레인 필터(16)는 미세한 기공으로 이루어진 막이 구비되고, 막이 원수에 포함된 유기물, 무기물, 생물 등에 의해 오염되어 기공이 막히게 되면 유량이 감소하게 된다.
특히, 멤브레인 필터(16)의 막 표면에서 미생물 등의 생물학적 요인에 의해 막 오염이 발생하였을 때 막 표면에서 미생물이 성장하여 오염되는 정도가 심해질 수 있기 때문에 막 오염을 방지하거나 주기적으로 막 세정을 수행하면 막 오염을 감소시키고 필터의 사용 기간을 연장할 수 있게 된다.
그리고, 멤브레인 필터(16)의 막 오염을 일으키는 물질들은 주로 전하를 띠고 있고, 산이나 염기성분에 약하기 때문에 원수나 정수된 물로 세정하는 것 보다 이온수 즉, 산성수나 알칼리 이온수를 사용하여 세정하게 되면 효과적으로 막 오염을 감소시킬 수 있게 된다. 이때, 멤브레인 필터로 공급되는 산성수나 알칼리 이온수에 의해 멤브레인이 손상되지 않도록 pH 범위를 조절해야된다.
제2전환밸브(66)와 제3전환밸브(68)는 제어부(70)에서 인가되는 제어신호에 따라 작동되고, 제어부(70)는 세정라인(40)에 설치되어 필터부(10)를 통과하여 전해조(30)로 유입되는 유량을 측정하는 유량 감지부(72)에서 인가되는 신호에 따라 제2전환밸브(66)와 제3전환밸브(68)를 제어한다.
즉, 제어부(70)는 유량 감지부(72)에서 인가되는 신호에 따라 필터부(10)를 통과한 유량이 설정값 보다 작으면 필터부(70)에 막 오염이 발생된 것으로 판단하고, 제2전환밸브(66)와, 제3전환밸브(68)를 제어하여 필터부(10)로 산성수와 알칼리 이온수를 공급하여 필터부(10)의 세정작용을 수행한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 필터부 세정방법을 나타낸 순서도이다.
이온수기가 온(ON)되면 원수가 필터부(10)를 통과하면서 정화되고, 정화된 물은 전해조(30)로 공급되어 전해조(30)에서 전기분해되어 산성수 배출라인(50)을 통해 산성수가 배출되고, 알칼리 이온수 배출라인(52)을 통해 알칼리 이온수가 배출된다.(S10)
이때, 제어부(70)는 전해조(30)로 공급되는 정수의 염농도를 측정하여 과전류가 흐르지 않으면서 효과적으로 이온수가 생성될 수 있도록 하고 이온수의 pH 범위를 조절할 수 있도록 전류량을 조절한다.
그리고, 제어부(70)는 전해조(30)로 공급되는 유량과 설정값을 비교하여 유량이 설정값보다 작으면 필터부(10)에 오염이 발생된 것으로 판단한다.(S20)
전해조(30)로 공급되는 유량이 설정값보다 작으면 필터부(10)로 산성수 및 알칼리 이온수를 공급하여 필터부(10)의 세정 작업을 수행한다.(S30) 즉, 제어부(70)는 제2전환밸브(66)를 제어하여 산성수 배출라인(50)과 제1세정라인(62)이 연통되도록 하고, 제3전환밸브(68)를 제어하여 알칼리 이온수 배출라인(52)과 제2세정라인(64)이 연통되도록 한다.
그러면, 산성수 배출라인(50)에서 배출되는 산성수는 제1세정라인(62)을 통해 필터부(10)로 공급되고, 알칼리 이온수 배출라인(52)에서 배출되는 알칼리 이온수는 제2세정라인(64)을 통해 필터부(10)로 공급된다.
산성수와 알칼리 이온수는 필터부(10)의 멤브레인 필터(16)로 공급되어 멤브레인 필터(16)의 막 세정을 수행하는 것이 바람직하다.
이때, 산성수와 알칼리 이온수는 필터부(10)에 순차적으로 공급된다. 즉, 일예로, 산성부가 먼저 공급된 후 알칼리 이온수가 공급되고, 다시 산성수가 공급되ㄷ도록 한다. 다른 방법으로는, 산성수와 알칼리 세정수 중 어느 하나만 필터부로 공급되도록 제어될 수 있다.
그리고, 필터부(10)의 세정 작용을 수행하는 도중에 사용자가 산성수나 알칼리 이온수를 배출시킬 경우 필터부의 세정 작용을 멈추고 산성수나 알칼리 이온수를 사용자에게 공급할 수 있도록 한다.
이와 같은 작용을 수행한 후 전해조(30)로 공급되는 유량이 설정값보다 높아지면 필터부의 세정작용을 멈추고, 필터부(10)의 세정작용 후에도 전해조(30)로 공급되는 유량이 설정값보다 작으면 필터 교체 여부를 알려주도록 한다.(S40,S50)
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 필터부 12: 세디먼트 필터
14: 선카본 필터 16: 멤브레인 필터
18: 후카본 필터 30: 전해조
32: 양전극 34: 음전극
40: 정수라인 42: 정수 배출라인
44: 제2전환밸브 50: 산성수 배출라인
52: 알칼리 이온수 배출라인 60: 필터 세정부
62: 제1세정라인 64: 제2세정라인
66: 제2전환밸브 68: 제3전환밸브
70: 제어부 72: 유량 감지부
14: 선카본 필터 16: 멤브레인 필터
18: 후카본 필터 30: 전해조
32: 양전극 34: 음전극
40: 정수라인 42: 정수 배출라인
44: 제2전환밸브 50: 산성수 배출라인
52: 알칼리 이온수 배출라인 60: 필터 세정부
62: 제1세정라인 64: 제2세정라인
66: 제2전환밸브 68: 제3전환밸브
70: 제어부 72: 유량 감지부
Claims (11)
- 복수의 필터로 구성되어 원수를 정화시키는 필터부;
상기 필터부에서 정화된 물을 전기분해하여 알칼리 이온수와 산성수를 생성하는 전해조; 및
상기 전해조에서 생성된 알칼리 이온수와 산성수를 상기 필터부에 공급하여 필터부 세정작용을 수행하는 필터 세정부를 포함하고,
상기 필터 세정부는 상기 전해조의 산성수 배출라인과 상기 필터부에 연결되는 제1세정라인과, 상기 전해조의 알칼리 이온수 배출라인과 상기 필터부에 연결되는 제2세정라인과, 상기 산성수 배출라인과 상기 제1세정라인이 연결되는 부분에 설치되어 라인을 전환시키는 제2전환밸브와, 상기 알칼리 이온수 배출라인과 상기 제2세정라인이 연결되는 부분에 설치되어 라인을 전환시키는 제3전환밸브를 포함하고,
상기 제2세정라인은 상기 제1세정라인과 이격되고,
상기 필터 세정부는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 필터부를 통과한 유량을 측정하여 유량이 설정치 이하로 감소했을 때, 상기 제2전환밸브와 상기 제3전환밸브를 제어하여 알칼리 이온수와 산성수를 필터부로 공급하는 이온수기. - 제1항에 있어서,
상기 필터 세정부는 상기 복수의 필터 중 멤브레인 필터의 막 세정을 수행하는 이온수기. - 제2항에 있어서,
상기 멤브레인 필터는 전체 염 제거율이 85%를 넘지 않는 필터가 사용되는 이온수기. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2전환밸브와 상기 제3전환밸브가 순차적으로 동작하도록 제어하거나, 두 밸브 중 어느 하나만 동작하도록 제어하는 이온수기. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 필터부를 통과한 정수의 염농도를 측정하여 상기 전해조의 전류량을 제어하는 이온수기. - 필터부를 통과한 정수의 유량을 측정하는 단계;
측정된 정수의 유량을 설정치와 비교하는 단계; 및
측정된 정수의 유량이 설정치 이하이면, 전해조에서 생성된 알칼리 이온수와 산성수를 필터부로 공급하여 필터부를 세정하는 단계를 포함하고,
상기 필터부를 세정하는 필터 세정부는 상기 전해조의 산성수 배출라인과 상기 필터부에 연결되는 제1세정라인과, 상기 전해조의 알칼리 이온수 배출라인과 상기 필터부에 연결되는 제2세정라인과, 상기 산성수 배출라인과 상기 제1세정라인이 연결되는 부분에 설치되어 라인을 전환시키는 제2전환밸브와, 상기 알칼리 이온수 배출라인과 상기 제2세정라인이 연결되는 부분에 설치되어 라인을 전환시키는 제3전환밸브를 포함하고,
상기 제2세정라인은 상기 제1세정라인과 이격되고,
상기 필터 세정부는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 필터부를 통과한 유량을 측정하여 유량이 설정치 이하로 감소했을 때, 상기 제2전환밸브와 상기 제3전환밸브를 제어하여 알칼리 이온수와 산성수를 필터부로 공급하는 이온수기 제어방법. - 제8항에 있어서,
상기 알칼리 이온수와 상기 산성수는 상기 필터부의 멤브레인 필터로 공급되어 멤브레인 필터의 막 세정을 수행하는 이온수기 제어방법. - 제8항에 있어서,
상기 필터부를 세정하는 단계는 알칼리 이온수와 산성부를 순차적으로 상기 필터부에 공급하거나 알칼리 이온수와 산성부 중 어느 하나만 상기 필터부로 공급하는 이온수기 제어방법. - 제8항에 있어서,
알칼리 이온수가 사용 중일 때에는 산성수만 상기 필터부로 공급하는 단계와,
산성수를 사용 중일 때에는 알칼리수만 상기 필터부로 공급하는 단계와,
알칼리 이온수와 산성수가 모두 사용 중일 때에는 상기 필터부로 알칼리 이온수와 산성수의 공급을 중단하는 단계를 더 포함하는 이온수기 제어방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100105145A KR101765339B1 (ko) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | 정수기능을 갖는 이온수기 및 그 제어방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100105145A KR101765339B1 (ko) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | 정수기능을 갖는 이온수기 및 그 제어방법 |
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|---|---|
| KR20120043877A KR20120043877A (ko) | 2012-05-07 |
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ID=46263847
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