KR101902450B1 - 정수기 - Google Patents

정수기 Download PDF

Info

Publication number
KR101902450B1
KR101902450B1 KR1020160086174A KR20160086174A KR101902450B1 KR 101902450 B1 KR101902450 B1 KR 101902450B1 KR 1020160086174 A KR1020160086174 A KR 1020160086174A KR 20160086174 A KR20160086174 A KR 20160086174A KR 101902450 B1 KR101902450 B1 KR 101902450B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
cooling
hydrogen
tank
cooling tank
Prior art date
Application number
KR1020160086174A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180005899A (ko
Inventor
유홍헌
Original Assignee
주식회사 제이앤스테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 제이앤스테크 filed Critical 주식회사 제이앤스테크
Priority to KR1020160086174A priority Critical patent/KR101902450B1/ko
Publication of KR20180005899A publication Critical patent/KR20180005899A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101902450B1 publication Critical patent/KR101902450B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/06—Filters making use of electricity or magnetism
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/18—Heating or cooling the filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08—Hollow fibre membranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4676—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electroreduction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • F25B41/003—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F25B41/42—Arrangements for diverging or converging flows, e.g. branch lines or junctions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/003—Filters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 정수기는 (ⅰ) 외부로부터 공급된 물을 필터링하는 정수필터(30), (ⅱ) 상기 정수필터를 거친 물의 일부를 저장하는 수조(50), (ⅲ) 정수된 물의 일부를 전기분해하여 수소를 발생시키는 전기분해장치(60), (ⅳ) 정수필터를 거친 물을 순간 냉각시켜주는 냉각장치(400) 및 (ⅴ) 상기 전기분해장치를 통해 생성된 수소를 상기 냉각장치를 이루는 냉각탱크(40) 내부의 물에 용해시켜 주면서 상기 냉각탱크(40) 내부의 물을 순환유로(90a)를 통해 순환시켜주는 수소용해장치(70)를 포함한다.
상기 냉각탱크(40)의 외주부 임의 위치에 국부적으로 냉각코일(45)이 나선상으로 권취되어 있다.
본 발명은 발열체 등과 같은 별도의 유로확보수단 없이도 냉각탱크(40) 내의 물의 흐름을 원활하게 할 수 있어서 설비가 간소화되며, 냉각탱크(40) 내에서 순간 냉각되는 물의 용존수소량을 향상시킬 수 있고, 냉각탱크(40)내 수소수의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

Description

정수기 {A water purifier}
본 발명은 정수기에 관한 것으로서, 구체적으로는 발열체 등과 같은 별도의 유로확보수단 없이도 냉각탱크내 물의 흐름을 원활하게 할 수 있으며 냉각탱크 내에서 순간 냉각되는 물의 용존수소량과 냉각효율을 향상시킬 수 있어서 냉각된 수소수를 보다 효율적으로 공급가능한 정수기에 관한 것이다.
냉수 공급기능을 구비하는 정수기는 필수적으로 냉각장치를 포함한다.
일반적으로 냉각장치는 수돗물을 공급받아 정수하는 정수기, 또는 특정 용기에 담겨져 판매되는 생수를 공급하는 냉온수기 등에 제공되어 물을 소정의 온도로 냉각하여 사용자에게 공급하는 장치이다.
또한 업소에서 음료수나 생맥주와 같은 주류 등을 일정량으로 덜어서 판매할 때에는 순간 냉각장치 등을 이용하여 소정의 온도로 냉각시켜 판매하고있다.
이와 같이 물, 음료, 주류 등과 같은 액체를 소정의 온도로 냉각하기 위하여 액체저장탱크 및 냉각장치가 제공된다.
상기 액체저장탱크에는 액체를 투입할 수 있도록 이루어진 공급구와, 액체저장탱크에 담긴 액체를 외부로 배출시킬 수 있도록 배출구가 형성되며, 이러한 액체저장탱크에 담긴 액체는 냉각장치를 통하여 소정의 온도로 냉각된다.
그리고 상기 배출구에는 콕이 설치되어 액체저장탱크에 담긴 액체를 배출시켜 사용할 수 있으며, 액체저장탱크에 담긴 액체를 일정량 사용하면 사용한양 만큼의 새로운 액체가 공급구로를 통하여 공급된다.
그러나 이와 같은 종래의 냉각장치는 공급구를 통하여 액체저장탱크로 액체가 유입되면, 액체저장탱크의 냉각된 액체와 섞이게 됨으로 액체저장 탱크의 액체는 그만큼 온도가 상승하여 사용자는 냉각되지 않은 액체를 사용할 수도 있다.
또한 이렇게 액체저장탱크로 유입되는 액체가 액체저장탱크에 있던 액체와 섞이면 냉각효율이 떨어질 수밖에 없다.
이렇게 액체저장탱크에 공급되는 액체가 액체저장탱크에 담겨진 액체와 서로 섞이지 않도록 하기 위한 정수기의 냉각장치로서 공개특허 10-2002-0021228호가 알려져 있다.
상기 선행기술은 냉각통의 둘레에 냉매가 순환되는 냉각코일을 설치하고, 냉각통 내부에는 와선형 유도판을 설치하여 냉각통으로 유입되는 물을 와선형 유도판을 따라서 하강시켜 냉각통에 있던 물과 섞이는 것을 방지하여 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 되어있다.
그러나 이와 같은 선행기술의 냉각장치는 냉각통의 둘레에 냉각코일이 설치되어 있으므로 이 냉각코일을 통한 냉각작용으로 냉각통 내부의 물이 결빙되면서 얼음층이 형성된다.
이러한 얼음층은 시간이 지나면서 점점 더 두꺼워지고, 특히 냉각통의 물이 배출되지 않을 경우 얼음층은 더욱 두꺼워지며, 따라서 이러한 상태가 지속되면 냉각통의 내부는 일부 또는 모두 결빙되어 냉각통의 물을 외부로 배출할 수 없게 된다.
상기 종래 문제점들을 개선하기 위한 또 다른 종래의 순간 냉각장치로서 공개특허 제10-2012-0116253호에서는 액체가 유입되어 저장되는 액체저장탱크; 상기 액체저장탱크에 저장된 액체의 열을 빼앗아 냉각되도록 하는 냉각파이프; 상기 냉각파이프로 저압의 냉매가스를 공급하는 냉동사이클; 상기 액체저장탱크의 내부 중심부를 따라서 위치하는 서포터와, 상기 서포터의 외주면을 따라서 고정되어 액체저장탱크로 유입되는 액체를 배출구 쪽으로 순차적으로 흐르도록 유도하는 나선형 플레이트로 이루어진 유체흐름유도수단; 상기 액체저장탱크 내부의 액체가 결빙되어도 배출구로 배출 가능하도록 액체저장탱크에 제공되는 유로확보수단; 을 포함하는 순간 냉각장치를 제안하고 있으나, 상기 종래 순간 냉각장치는 발열체 등과 같은 유로확보수단을 별도로 구비해야 하기 때문에 설비가 복잡해 지는 문제가 있었다.
또한 상기의 종래 순간 냉각장치들을 포함하는 정수기는 냉수공급 기능은 구비하지만 용존수소량이 높은 수소환원수를 공급하는 기능을 구비하지 못하였다.
최근 들어 체내 활성산소가 고혈압, 당뇨, 심장병 같은 성인병의 주요 요인이 됨은 물론 노화를 촉진시킨다는 연구결과가 발표됨에 따라, 이를 해결하기 위해 수소환원수를 음용하여 체내 활성산소를 제거하고자 하는 노력이 활발히 이루어지고 있다.
이러한 움직임의 일환으로써, 정수기 분야에서는 필터장치를 거친 정수를 다시 수소환원수로 전환하여 소비자에게 제공할 수 있는 것들이 개발되고 있다.
본 출원인이 출원하여 등록된 한국특허등록 제0704955호의 등록공보에는 이와 같이 수소환원수를 생성할 수 있는 정수기의 구성이 개시되어 있다.
상기 공보에 개시된 정수기는 외부로부터 공급된 원수를 필터링시키는 필터장치와, 필터장치를 거친 정수의 일부를 저장하는 수조와, 수조에 저장된 물을 외부로 인출하도록 마련된 취수콕과, 필터장치를 거친 정수의 다른 일부를 전기분해하고 전기분해하여 얻어진 수소기체와 산소기체 중 수소기체만을 선별하여 수조 속으로 공급하도록 마련된 수소공급장치를 구비한다.
수소공급장치는 필터장치를 거친 정수를 전달받아 저장하는 물탱크와, 물탱크로부터 정수를 전달받아 전기분해 하도록 마련된 전기분해키트와, 전기분해키트에서 발생한 수소를 수조 속으로 공급하도록 마련된 수소공급관을 포함하여 구성되며, 수소공급관은 배출되는 수소가 수조 속 정수 속에 바로 용해될 수 있도록 그 출구단이 수조안쪽 정수 속에 잠기도록 마련된다.
그러나 이와 같은 종래 정수기의 경우 전기분해를 통해 얻어진 수소기체를 단순히 수조 내부 정수 속으로 안내하여 배출시키는 방식을 통해 정수를 수소환원수로 전환시키고 있기 때문에, 용존수소량을 증가시켜 수소환원수의 질을 향상시키는데 한계가 있었다.
본 발명의 과제는 용존수소량이 높은 냉각 수소환원수를 공급제공할 수 있는 정수기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 발열체 등과 같은 별도의 유로확보수단 없이도 냉각탱크 내의 물의 흐름을 원활하게 할 수 있으며, 냉각탱크 내에서 순간 냉각되는 물의 용존수소량과 냉각효율을 향상시킬 수 있는 정수기를 제공하는 것이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위해서, 본 발명에서는 정수기에 (ⅰ) 외부로부터 공급된 물을 필터링하는 정수필터(30), (ⅱ) 상기 정수필터를 거친 물의 일부를 저장하는 수조(50), (ⅲ) 정수된 물의 일부를 전기분해하여 수소를 발생시키는 전기분해장치(60), (ⅳ) 정수필터를 거친 물을 순간 냉각시켜주는 냉각장치(400) 및 (ⅴ) 상기 전기분해장치를 통해 생성된 수소를 상기 냉각장치를 이루는 냉각탱크(40) 내부의 물에 용해시켜 주면서 상기 냉각탱크(40) 내부의 물을 순환유로(90a)를 통해 순환시켜주는 수소용해장치(70)를 포함하도록 한다.
이때, 발열체 등과 같은 별도의 유로확보수단 없이도 냉각탱크 내 물의 흐름을 원활하게하고, 냉각탱크 내 물의 수소용존량을 향상시킬 수 있도록 상기 냉각탱크(40)의 외주부 임위 위치에 국부적으로 냉각코일(45)을 나선상으로 권취함과 동시에 냉각탱크(40)의 내부의 물을 순환시킬 수 있도록 수소용해장치(70)에 순환유로(90a) 설치해 준다.
본 발명은 발열체 등과 같은 별도의 유로확보수단 없이도 냉각탱크(40) 내의 물의 흐름을 원활하게 할 수 있어서 설비가 간소화되며, 냉각탱크(40) 내에서 순간 냉각되는 물의 용존수소량을 향상시킬 수 있고, 냉각탱크(40)내 수소수의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 전체적인 내부 구성을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기 내 냉각장치(400)를 구성하는 냉각탱크(40)의 단면 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기 내 전기분해장치(60)의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기 내 전기분해장치(40)의 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기 내 냉각탱크(40) 외주연에 냉각코일(45)이 권선된 상태를 나타내는 측면도.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 정수기를 도 1에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 외부로부터 공급된 물을 필터링하는 정수필터(30), (ⅱ) 상기 정수필터를 거친 물의 일부를 저장하는 수조(50), (ⅲ) 정수된 물의 일부를 전기분해하여 수소를 발생시키는 전기분해장치(60), (ⅳ) 정수필터를 거친 물을 순간 냉각시켜주는 냉각장치(400) 및 (ⅴ) 상기 전기분해장치를 통해 생성된 수소를 상기 냉각장치를 이루는 냉각탱크(40) 내부의 물에 용해시켜 주면서 상기 냉각탱크(40) 내부의 물을 순환유로(90a)를 통해 순환시켜주는 수소용해장치(70)를 포함한다.
상기 전기분해장치(60)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙 측에 마련되는 것으로 친수성이 강하고 수소이온만 통과시키는 분리막(61)과, 분리막(61)의 양측에 각각 마련되는 제1외측판(62) 및 제2외측판(63)을 구비한다.
제1외측판(62)의 중앙부 일측에는 양전극(62a)이 형성되고, 제1외측판(62)의 하부에는 상기 분리막(61)을 적시기 위해 상기 제2수조(50)의 물을 상기 분리막(61)으로 공급하도록 마련된 물유입포트(62b)가 형성되며, 제1외측판(62)의 상부에는 산소출구포트(62c)가 형성된다.
제2외측판(63)의 중앙 측에는 음전극(63a)이 형성되고, 제2외측판(63)의 상부에는 수소출구포트(63b)가 형성되며, 제1외측판(62)과 분리막(61) 사이 및 제2외측판(63)과 분리막(61) 사이에는 상기 양전극(62a)과 접속되도록 마련된 양극판(64)과 음전극(63a)에 접속되도록 마련된 음극판(65)이 각각 설치된다.
양극판(64)과 음극판(65)은 각각 망상구조를 갖는 금속재질의 망체로 형성되며, 양극판(64)과 분리막(61) 사이 및 음극판(65)과 분리막(61) 사이에는 전기분해작용을 촉진시키기 위해 금이나 탄소재질로 마련되며 망상구조를 갖는 촉매판(66,67)이 각각 설치된다.
또 제1외측판(62)과 제2외측판(63)의 각 모서리 외곽 측에는 볼트체결홀(62d,63c)이 형성되고, 전기분해장치(60)는 분리막(61)과 양극판(64) 및 음극판(65)과 각 촉매판(66,67)이 상기 제1외측판(62)과 제2외측판(63) 사이에 개재되도록 한 상태에서 제1외측판(62)과 제2외측판(63)의 대응하는 각 볼트체결홀(62d,63c)에 고정볼트(68a)를 체결하고 너트(68b)로 고정시킴으로써 조립된다. 참고로 미설명부호 68c는 제1외측판(62)과 제2외측판(63) 사이의 간격을 유지하기 위한 간격유지부재이다.
또 상기 물유입포트(62b)에는 제2수조(50)의 출구로부터 연장된 연결관(52)이 결합되고, 상기 수소출구포트(63b)에는 수소용해장치(70)의 수소안내관(80)이 결합되며, 상기 산소출구포트(62c)에는 산소방출관(200)이 결합된다.
연결관(52)의 중도에는 제2수조(50)의 출구로부터 공급되는 정수가 소량씩만 물유입포트(62b)로 공급되도록 하는 제1유량조절밸브(53)가 설치되고, 수소안내관(80)은 냉각탱크(40) 쪽으로 연장되며, 산소방출관(200)은 방출되는 산소가 정수기가 설치되는 본체 외부 실내공간으로 방출되도록 그 출구가 본체 전면에 형성된 분출망으로 연장된다. 전기분해를 통해 형성된 산소에는 미량이나마 오존을 포함할 가능성이 있으므로, 이러한 오존의 위험성을 감안했을 때, 산소방출관은 본 실시예와 달리 그 출구가 실외 측으로 연장되어 전기분해를 통해 발생된 산소가 모두 실외로 방출되도록 할 수도 있다.
따라서 수조(50)의 물이 상기 연결관(52)을 따라 소량 씩 상기 물유입포트( 62b)로 공급되도록 한 상태에서 상기 양전극(62a)과 음전극(63a)에 전류를 공급하여 전기분해장치(60)를 동작시키면, 제1외측판(62) 쪽 분리막(61) 표면에 적셔진 물이 전기분해되면서 분리막(61)과 제1외측판(62) 사이에서 수소이온과 수산화이온으로 분리된다. 이렇게 분리된 이온들 중 수소이온들은 분리막(61)을 통과하여 음극판(65) 쪽으로 이동하면서 제2외측판(63)과 분리막(61) 사이에서 수소기체를 형성하고, 이러한 수소기체는 상기 수소출구포트(63b)로 유입되어 상기 수소용해장치(70)의 수소안내관(80)으로 공급된다. 또 분리막(61)과 제2외측판(63) 사이의 수산화이온들은 산소기체를 형성하고, 이러한 산소기체는 산소출구포트(62c)로 유입되어 상기 산소방출관을 통해 실내공간으로 방출되며 실내공간의 산소량을 증가시키게 된다.
그리고 상기 정수필터(30)의 경우 몸에 좋은 미네랄이 냉각탱크(40)까지 전달될 수 있도록 칼슘 이온/마그네슘이온/나트륨 이온/염소 이온/황산이온 등 미네랄을 이루는 양이온과 음이온은 필터링 하지 못하게 되는데, 미네랄을 형성하는 양이온과 음이온은 양극판(64) 및 음극판(65)을 부식시키는 요인이 됨은 물론 수소이온이 분리막(61)을 통과하지 못하도록 분리막(61)을 막을 수 있으며, 이렇게 되면 분리막(61)/음극판(65)/양극판(64)을 수시로 청소해 주고 자주 교체해 주어야만 하는 번거로움이 발생하게 된다.
따라서 정수기는 전기분해장치(60)를 구성하는 분리막(61)/양극판(64)/음극판(65) 등의 내구성을 향상시키기 위한 구성으로 이온교환수지필터(210)를 더 포함하여 구성된다.
다시 도 1을 참조하면, 이온교환수지필터(210)는 정수필터(30)를 거친 정수가 미네랄 성분이 없는 순수한 증류수로 전화된 상태에서 수조(50)로 전달되도록 수조(50) 상류 쪽 분기관(21) 중도에 설치되며, 이온교환수지필터(210)에 사용되는 이온교환수지로는 양이온교환수지와 음이온교환수지를 결합하여 마련된 혼합이온교환수지가 사용된다.
따라서 정수가 이온교환수지필터(210)를 통과하는 과정에서 정수 속에 포함되어 있던 미네랄 성분 중 칼슘이온/마그네슘이온/나트륨이온 등의 양이온은 이온교환수지필터의 양이온수지에 포착되고, 정수 속 미네랄 성분 중황산이온 및 염소이온 등의 음이온은 이온교환수지필터(210)의 음이온교환수지에 포착되며, 이때 양이온교환수지와 음이온교환수지에서는 이러한 양이온 및 음이온을 포착하는 대신 각각 수소이온과 수산화이온을 방출하게된다. 이렇게 방출된 수소이온과 수산화이온은 상호 물을 형성하도록 결합하게 되며, 이러한 과정을 거쳐 이온교환수지필터(210)를 통과하는 정수는 순수한 증류수로 전환된다.
그리고 미네랄 성분이 제거된 증류수는 수조(50)로 공급된 상태에서 전기분해장치(60)에서 수소기체와 산소기체를 형성하게 되며, 이러한 증류수의 전기분해 과정에서는 미네랄 성분을 형성하는 이온으로 인해 분리막(61)/양극판(64)/음극판(65) 등이 막히거나 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
또한 많은 량의 정수가 한꺼번에 이온교환수지필터(210)로 유입되는 경우에는 이온교환수지필터(210) 내부 정수의 잔류시간이 감소하게 되면서 이온교환수지필터(210) 내부 이온교환수지에 의한 미네랄 성분의 이온 제거 효과가 다소 저해될 우려가 있으므로, 이온교환수지필터(210)의 상류 쪽 분기관(21)의 중도에는 정수가 이온교환수지필터(210) 내부로 소량씩 유입될 수 있도록 하는 제2유량조절밸브(220)가 설치되는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 바와 같이 상기 수소용해장치(70)은 상기 냉각탱크(40) 내부 물의 순환을 안내하도록 마련된 순환유로(90a)와, 상기 전기분해장치(50)를 통해 생성된 수소를 상기 순환유로로 안내하도록 마련된 수소안내유로(80a)와, 상기 순환유로를 따라 순환하는 물의 순환력을 제공함과 동시에 상기 순환유로로 안내된 수소를 물과 혼합하여 상기 냉각탱크(40) 쪽으로 펌핑하도록 상기 순환유로 상에 마련된 혼합펌프(100)를 포함한다.
혼합펌프(100)와 냉각탱크(40) 사이의 순환유로(90a) 상에 중공사막필터(110)가 설치되어 있는 것이 보다 바람직하다.
한편, 본 발명은 순환유로(90a) 상에 중공사막필터(110)가 설치안된 경우에는 상기 순환유로(90a)를 따라 순환하는 물이 상기 정수필터(30)를 거쳐 냉각탱크(40)내로 유입되도록 상기 순환유로(90a)가 상기 정수필터(30)와 연결될 수도 있다.
상기 유에프(UF) 중공사막필터(110)는 상기 순환유로(90a)의 물을 상기 냉각탱크(40) 내부로 안내하는 입수홀과 상기 혼합펌프(100) 사이의 순환유로(90a) 상에 배치되어 상기 순환유로(90a)는 냉각탱크(40) 일측과 타측을 연결하는 순환관(90)을 통해 마련되며, 수소안내유로(80a)는 상기 수소안내관(80)을 통해 마련된다. 수소안내유로(80a)가 순환유로(90a)와 통하도록 수소안내관(80)의 출구는 순환관(90) 중도로 연결된다.
따라서 전기분해장치(60)에서 생성된 수소는 혼합펌프(100)의 펌핑력에 의해 순환유로(90a)로 유입되면서 순환유로(90a)를 따라 순환하는 물속에 공기방울 형태로 혼합되고, 수소가 혼합된 순환유로(90a) 상의 물은 계속되는 혼합펌프(100)의 펌핑력을 통해 냉각탱크(40) 내부 물속으로 펌핑되어 용해된다. 이러한 수소용해장치(70)의 동작에 의하면, 수소기체가 냉각탱크(40) 외부에서 냉각탱크(40) 내부의 물과 혼합된 상태에서 냉각탱크(40) 내부 물속으로 펌핑되므로, 혼합펌프(100)의 강제 펌핑력을 이용하여 냉각탱크(40) 내부에 형성되는 수소환원수에 대한 수소 용해도를 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다. 이러한 과정은 냉각탱크(40) 내부의 물이 순환유로(90a)를 따라 순환하는 과정에서 지속적으로 반복된다.
수소환원수의 용존수소량을 더욱 증대시킬 수 있도록 수소용해장치(70)는 순환유로(90a) 상에 마련되는 유에프(UF) 중공사막필터(110)를 포함하며, 상기 냉각탱크(40)는 진공 상태를 유지하도록 밀폐되어 수소환원수가 증대된 용존수소량을 그대로 유지할 수 있도록 마련된다.
순환유로(90a) 상에 설치되는 유에프(UF) 중공사막필터(110)는 수십에서 수백 나노미터(nm) 크기의 기공을 가진 기공성 여과막을 구비하고, 수소환원수에 포함되어 있는 수소는 이러한 여과막을 통과하는 과정에서 더욱 미세한 버블 형태로 전환되면서 용해도가 상승하게 된다. 혼합펌프(100)의 펌핑력을 이용하여 여과막에 대한 수소환원수의 충돌력을 높이고, 이를 통해 수소버블의 미세화를 촉진시킬 수 있도록 유에프(UF) 중공사막필터(110)는 순환유로(90a)의 물을 냉각탱크(40) 내부로 안내하는 순환유로(90a)의 입수홀(91)과 혼합펌프(100) 사이의 순환유로(90a) 상에 마련되는 것이 바람직하다. 또 이러한 유에프(UF) 중공사막필터(110)는 냉각탱크(40) 내부에 저장되는 수소환원수가 지속적으로 필터링 되도록 함으로써, 수소환원수가 취수콕(12)을 통해 외부로 취출되기 전에 오염되는 문제도 효과적으로 해결하게 된다.
이와 같이 진공상태를 유지할 수 있도록 밀폐된 냉각탱크(40)는 혼합펌프(100)의 펌핑작용을 통해 내부에 유입되는 수소의 압력이 계속적으로 상승될 경우 폭발할 우려가 있다. 이를 방지할 수 있도록 냉각탱크(40)에는 내부진공 상태를 해제할 수 있도록 안전밸브(120)가 설치된다. 안전밸브(120)의 설치를 위해 냉각탱크(40) 일측으로는 외부와 연통되도록 연통관(132)이 설치되며, 안전밸브(120)는 평상시 연통관(132)이 차단된 상태를 유지하도록 폐쇄되어 있다가 냉각탱크(40) 내부의 압력이 미리 정해 놓은 진공해제 압력 값에 도달할 경우 자동적으로 개방되도록 셋팅되어 냉각탱크(40)의 진공 상태를 해제시키면서 연통관(132)을 통해 물과 공기를 배출시킨다. 냉각탱크(40)의 진공해제 압력 값은 2.5 ~ 3.5 kg/㎠ 범위 내로 정하는 것이 바람직하다. 진공해제 압력이 상기 범위보다 낮으면 진공 효과가 거의 없으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 압력 과다의 문제가 있으며 또한 압력 증가로 얻어 질수 있는 용존량 증대의 효과도 미비하다.
또한 수소환원수의 용존수소량을 더욱 높일 수 있도록 순환유로(90a)에 있어서 순환유로(90a) 상의 물을 냉각탱크(40) 내부로 안내하는 입수홀의 직경크기는 냉각탱크(40) 내부의 물을 순환유로(90a)로 안내하는 출수홀의 직경크기 보다 더 작게 마련되는 것이 바람직하다.
따라서 이와 같은 순환유로(90a)의 구조에서는 입수홀을 통과하는 과정에서 수소환원수의 유속이 증가하게 되면서 수소환원수에 대한 수소의 용해도가 더욱 커질 수 있게 된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 냉각장치(400)는 (ⅰ) 유체가 유입되는 유입구(41) 및 상기 유체가 배출되는 배출구(42)가 형성되고, 상기 유입구에 유입되는 유체를 상기 배출구쪽으로 가이드 하기 위해 나선형 유도판(47)으로 이루어지는 유체 가이드부재(46)가 내설되며, 외부의 냉매와 반복적인 열교환에 의해 내부의 유체가 결빙되어 내주연에 얼음벽(IW)이 임의두께로 형성되는 냉각탱크(40); (ⅱ) 상기 냉각탱크의 외주연 임의 위치에 국부적으로 나선형으로 권선되어 있는 냉각코일(45); (ⅲ) 상기 냉각코일의 출구측에 연결되고, 리턴되는 냉매를 압축시키는 압축기(A); 및 (ⅳ) 상기 압축기로부터 이동되는 냉매를 응축시키는 응축기(B);로 구성한다.
상기 냉각탱크(40)는 진공상태를 유지하도록 밀폐되어 있다.
상기 냉각코일(45)은 냉각탱크 내벽에 형성되는 얼음벽(IW) 두께를 보다 얇게 형성시켜 냉각탱크내 물의 흐름을 원활하게 하기 위해서 냉각탱크(40)의 외주부 임의 위치에 국부적으로 나선형으로 권선되며, 구현일례로서 도 5에 도시된 바와 같이 상기 냉각코일(45)은 상기 냉각탱크(40)의 외주연 상부 및 하부에 동일한 임의높이(h1)로 각각 권선되고, 상기 냉각코일(45)이 통과되는 상기 냉각탱크(40)의 외주연 중간측의 높이(h2)는, 상기 냉수탱크(40)의 상부 또는 하부에 권선된 냉각코일의 임의높이(h1)보다 크고(h2 ＞ h1), 상기 냉각탱크(40)의 상부 또는 하부에 권선된 냉각코일의 임의높이(h1)에 3을 곱한 높이와 동일하거나 큰 높이(h2 ≥ (3 × h1))로 형성된다.
만약, 냉각탱크(40)의 외주연 중간측의 높이(h2)가 냉각탱크(40)의 상부 또는 하부에 권선된 냉각코일의 임의높이(h1)에 3을 곱한 높이 보다 작은 경우 (h2 ＜ (3×h1))에는 냉각탱크 내벽에 형성되는 얼음벽(IW) 두께가 너무 두껍게 형성되어 냉각탱크내 물의 흐름을 원활하게 하지 못하는 문제가 발생된다.
삭제
다음은 본 발명에 따른 정수기의 동작을 설명하도록 한다.
물공급관(20)을 통해 외부 급수원으로부터 정수기 내부로 유입된 물은 먼저 정수필터(30)를 거치는 과정에서 정화된다. 정수펄티(30)를 통해 정수된 물의 일부는 냉각탱크(40)로 저장되고, 다른 일부는 이온교환수지필터(210)를 거치는 과정에서 증류수를 형성한 상태로 수조(50)로 유입되어 전기분해장치(60)로 공급되며, 전기분해장치(60)에서는 증류수를 통해 수소기체와 산소기체를 생성하게 된다.
전기분해장치(60)에서 생성된 수소기체와 산소기체 중 산소기체는 산소방출관을 따라 정수기 외부로 방출되고, 수소기체는 수소용해장치(70)의 수소안내유로(80a)를 따라 순환유로(90a)로 안내된다.
순환유로(90a)로 안내된 수소기체는 혼합펌프(100)의 펌핑동작을 통해 순환유로(90a)를 따라 순환하는 냉각탱크(40) 내부 물속으로 혼합되고, 수소기체가 혼합된 순환유로(90a) 내부의 물은 계속되는 혼합펌프(100)의 펌핑작용을 통해 유에프(UF) 중공사막필터(110)을 거쳐 냉각탱크(40) 내부 물속으로 펌핑된다.
상기와 같이 수소기체가 혼입된 냉각탱크(40) 내에 저장된 물은 앞에서 설명한 냉각장치(400)에 의해 냉각된 후 취수콕(12) 을 통해 밖으로 공급된다.
본 발명은 수소용해장치(70)를 구성하는 순환유로(90a)등을 통해 냉각탱크(40)내 물을 순환시켜 줌과 동시에 냉각탱크(40)의 외주연의 일부에만 국부적으로 냉각코일(45)을 권선시킴으로 종래 발열체 등과 같은 별도의 유로확보수단 없이도 냉각탱크(40) 내의 물의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 또한 본 발명은 전기분해장치(60) 및 수소용해장치(70)를 통해 냉각탱크(40) 내에 저장되는 물의 용존수소량을 크게 향상시킬 수 있다.
12: 취수콕 20: 물공급관
30: 정수필터 40: 냉각탱크
50: 수조 60: 전기분해장치
70: 수소용해장치 80: 수소안내관
80a: 수소안내유로 90: 순환관
90a: 순환유로 100: 혼합펌프
110: 유에프(UF) 중공사막필터 120: 안전밸브
132: 연통관 400 : 냉각장치
41 : 유체 유입구 42 : 유체 배출구
45 : 냉각코일 46 : 유체 가이드 부재
47 : 나선형 유도판 48 : 쳄버
50 : 수조 IW : 얼음벽
h1 : 냉각탱크 상단 및 하단에 냉각코일이 권선된 부분의 높이
h2 : 냉각탱크 중간부에 냉각코일이 권선되지 않은 부분의 높이
h3 : 냉각탱크 상단 및 하단에 냉각코일이 권선안된 부분의 높이
h4 : 냉각탱크 중간부에 냉각코일이 권선된 부분의 높이
A : 압축기
B : 응축기
V : 팽창밸브

Claims (7)

  1. (ⅰ) 외부로부터 공급된 물을 필터링하는 정수필터(30), (ⅱ) 상기 정수필터를 거친 물의 일부를 저장하는 수조(50), (ⅲ) 정수된 물의 일부를 전기분해하여 수소를 발생시키는 전기분해장치(60), (ⅳ) 정수필터를 거친 물을 순간 냉각시켜주는 냉각장치(400) 및 (ⅴ) 상기 전기분해장치를 통해 생성된 수소를 상기 냉각장치를 이루는 냉각탱크(40) 내부의 물에 용해시켜 주면서 상기 냉각탱크(40) 내부의 물을 순환유로(90a)를 통해 순환시켜주는 수소용해장치(70)를 포함하며,
    상기 냉각장치(400)는 (ⅰ) 유체가 유입되는 유입구(41) 및 상기 유체가 배출되는 배출구(42)가 형성되고, 상기 유입구에 유입되는 유체를 상기 배출구쪽으로 가이드 하기 위해 나선형 유도판(47)으로 이루어지는 유체 가이드부재(46)가 내설되며, 외부의 냉매와 반복적인 열교환에 의해 내부의 유체가 결빙되어 내주연에 얼음벽(IW)이 임의두께로 형성되는 냉각탱크(40); (ⅱ) 상기 냉각탱크의 외주연 임의 위치에 국부적으로 나선형으로 권선되어 있는 냉각코일(45); (ⅲ) 상기 냉각코일의 출구측에 연결되고, 리턴되는 냉매를 압축시키는 압축기(A); 및 (ⅳ) 상기 압축기로부터 이동되는 냉매를 응축시키는 응축기(B);로 구성되며,
    상기 수소용해장치(70)은 상기 냉각탱크(40) 내부 물의 순환을 안내하도록 마련된 순환유로(90a)와, 상기 전기분해장치(60)를 통해 생성된 수소를 상기 순환유로로 안내하도록 마련된 수소안내유로(80a)와, 상기 순환유로를 따라 순환하는 물의 순환력을 제공함과 동시에 상기 순환유로로 안내된 수소를 물과 혼합하여 상기 냉각탱크(40) 쪽으로 펌핑하도록 상기 순환유로 상에 마련된 혼합펌프(100)를 포함하며, 냉각코일(45)은 상기 냉각탱크(40)의 외주연 상부 및 하부에 동일한 임의높이(h1)로 각각 권선되고, 상기 냉각코일(45)이 통과되는 상기 냉각탱크(40)의 외주연 중간측의 높이(h2)는, 상기 냉수탱크(40)의 상부 또는 하부에 권선된 냉각코일의 임의높이(h1) 보다 크고(h2 ＞ h1), 상기 냉각탱크(40)의 상부 또는 하부에 권선된 냉각코일의 임의높이(h1)에 3을 곱한 높이와 동일하거나 큰 높이(h2 ≥ (3 × h1))로 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기.
  2. 제1항에 있어서, 혼합펌프(100)와 냉각탱크(40) 사이의 순환유로(90a) 상에 유에프(UF) 중공사막필터(110)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 정수기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 순환유로(90a)를 따라 순환하는 물이 상기 정수필터(30)를 거쳐 냉각탱크(40)내로 유입되도록 상기 순환유로(90a)가 상기 정수필터(30)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 정수기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 유에프(UF) 중공사막필터(110)는 상기 순환유로(90a)의 물을 상기 냉각탱크(40) 내부로 안내하는 입수홀과 상기 혼합펌프(100) 사이의 순환유로(90a) 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 정수기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 냉각탱크(40)는 진공상태를 유지하도록 밀폐되어 있는 것을 특징으로 하는 정수기.
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020160086174A 2016-07-07 2016-07-07 정수기 KR101902450B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160086174A KR101902450B1 (ko) 2016-07-07 2016-07-07 정수기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160086174A KR101902450B1 (ko) 2016-07-07 2016-07-07 정수기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180005899A KR20180005899A (ko) 2018-01-17
KR101902450B1 true KR101902450B1 (ko) 2018-09-28

Family

ID=61025831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160086174A KR101902450B1 (ko) 2016-07-07 2016-07-07 정수기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101902450B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108635934A (zh) * 2018-05-31 2018-10-12 解晓莉 一种用于工业循环水的过滤筛网
KR102316706B1 (ko) * 2019-10-30 2021-10-25 주식회사 제이앤스테크 정수기

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200323013Y1 (ko) * 2003-05-02 2003-08-14 김기호 다단분리판을 적용한 냉온정수기의 냉각저수조
JP2005221122A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Hoshizaki Electric Co Ltd 飲料冷却装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200323013Y1 (ko) * 2003-05-02 2003-08-14 김기호 다단분리판을 적용한 냉온정수기의 냉각저수조
JP2005221122A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Hoshizaki Electric Co Ltd 飲料冷却装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180005899A (ko) 2018-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105858826A (zh) 供水装置杀菌方法
JP5413709B2 (ja) 水処理装置。
KR101902450B1 (ko) 정수기
KR101772527B1 (ko) 살균 시스템
KR20040097046A (ko) 산소수/환원수 발생 정수시스템
KR101407728B1 (ko) 정수기
KR200458720Y1 (ko) 생수 또는 정수된 물을 수소수로 전환하는 장치
JP5805422B2 (ja) 溶存水素水生成装置
KR101293233B1 (ko) 정수기
KR100894558B1 (ko) 냉,온 이온수기
KR100666720B1 (ko) 냉이온수기
KR20070113792A (ko) 냉,온 이온수기
JPH07232174A (ja) ６角水の製造装置
KR101305329B1 (ko) 정수기
KR102316706B1 (ko) 정수기
KR200366454Y1 (ko) 알칼리 냉온 이온수기
KR200405857Y1 (ko) 냉이온수기용 냉수통
TWI648431B (zh) 電解裝置
KR100476646B1 (ko) 이온수용 정수기의 배관구조
JP3485813B2 (ja) 電解水生成器
JP6190431B2 (ja) 溶存水素水生成装置
KR100580376B1 (ko) 이온정수기
KR102040685B1 (ko) 수처리장치
KR100699910B1 (ko) 냉이온수기
KR100662595B1 (ko) 이온수 생성장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant