KR20000032639A

KR20000032639A - 이온수 생성기의 산성수 추출장치

Info

Publication number: KR20000032639A
Application number: KR1019980049174A
Authority: KR
Inventors: 권순선
Original assignee: 권순선
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 2000-06-15

Abstract

본 발명은 수도관에 연결되어 수돗물을 식용의 염기성 이온수와 피부미용 등을 위해 사용되는 산성 이온수로 전기분해하는 이온수 생성기의 산성수 추출장치에 관한 것으로, 종래의 이온수 생성기에서 추출된 산성 이온수는 pH가 3.5에서 4.5 정도이며 ORP(Oxidation Reduction Potential:산화환원전위)는 +600mV 에서 +700mV 정도로 강한 살균력을 확보치 못하여 의료기구 소독용 등의 특정용도에는 사용치 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 예시도면 도 3 및 도 4 에서와 같이 이온수 생성기에서 예컨데 pH 2.7 이하 ORP +1100mv 이상의 강산성수를 생성할수 있도록 하기 위하여 정수기에서 정수된 물이 전해조(10)로 공급되는 유로에 적정 농도의 염수를 혼합하도록 하는 염수공급부(20)를 설치한 것이며, 특히 스탭핑 모터펌프(26)를 이용하여 염수를 연속적으로 공급하고 또한 이것의 양을 조절하는 한편, 강산성수의 토출측에 유량센서(30)와 산화환원전위센서(32)를 설치하고 이것에 의해 ECU(Electronic Control Unit)(28)가 설정된 값에 의해 전해조(10)의 인가전압을 제어하여 정확한 수치의 강산성수가 추출되도록 한 것이다.

이러한 본 발명에 의해 강산성 이온수가 용이하게 추출될 수 있으며, 이에 따라 의료기구 소독용액의 대체물질을 얻을 수 있는 것이다.

Description

이온수 생성기의 산성수 추출장치

본 발명은 수도관에 연결되어 수돗물을 식용의 염기성 이온수와 피부미용 등을위해 사용되는 산성 이온수로 전기분해하는 이온수 생성기의 산성수 추출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이온수 생성기에서 전기분되어 추출되는 산성 이온수의 pH를 예컨데 2.7 이하로 떨어뜨려 강산성수를 추출할 수 있도록 하는 이온수 생성기의 산성수 추출장치에 관한 것이다.

예시도면 도 1 은 종래 이온수 생성기의 원리를 나타낸 설명도로서, 이온수 생성기는 수돗물 등을 정수기(2)로 정수한 다음, 전기적 성질을 가진 이온만 통과할 수 있는 격벽(4)에 의해 양극실(6)과 음극실(8)로 구분되어진 전해조(10)에 충만시키고, 여기에 전압을 인가하게 되면 물이 전기분해 되면서 이온수를 생성하도록 되어 있다.

즉, 극실의 양전극에 전압을 인가시키게 되면 음극실(8)에서는 수소이온이 환원되어 수소가스가 발생되므로 물속의 수소이온이 소비되고, 이때 수소이온 이외의 나트륨, 마그네슘, 칼슘 등의 양이온은 수소 이온쌍을 형성하여 음극실(8)의 용액은 염기성을 띠게된다.

양극실(6)에서는 수산이온이 환원되어 산소가스가 발생되므로 물속의 수산이온이 소비되고, 이때 수산이온 이외의 염소, 인, 유황 등의 음이온은 산을 형성하여 양극실(6)의 물은 산성을 띠게된다.

한편, 전기분해의 강도는 전해조(10)에서의 물의 통과속도와 두 극판 사이에 가해지는 전압과의 관계로 표시되어, 전압을 올리거나 물의 양을 감소시키면 pH는 상승하고 반대로 전압을 내리거나 통과하는 물의 양을 증가시키면 pH는 내려가게 되는 것이다.

이와 같은 이온수 생성기에서 이온화된 물의 성상을 설명하면, 산성 이온수에서는 pH가 3.5에서 4.5 정도이며 ORP(Oxidation Reduction Potential:산화환원전위)는 +600mV 에서 +700mV 정도이고, 염기성 이온수에서는 pH가 8.0에서 9.0 정도이고 ORP는 -50mV에서 -250mV 정도이다.

이러한 이온수 생성기에서 형성된 염기성 이온수는 맛이 좋고, 칼슘이온이 풍부하게 함유되어 있다. 특히, 고기류와 생선류를 즐겨 섭취한다거나 음주나 흡연량이 많은 사람의 체질은 현대의학에 의하면 산성체질로 분류되고, 산성체질의 사람은 각종 성인병에 걸리기 쉬운 것으로 나타나 있기 때문에, 염기성 이온수를 장기적으로 복용하여 체질을 개선시키기도 하고 있다. 또한, 산성 이온수는 미용 등에 사용되고 있다.

그러나, 단순한 식용수 등을 이온분리시킨 것으로는 의료용 소독수 등의 특정용도의 소망 pH를 획득할 수 없다는 문제점이 있었다.

이를 설명하기 위한 예시도면 도 2 는 ORP와 pH와의 범주에서 미생물의 생존범위를 나타낸 그래프로서, 미생물이 존재하는 수천개의 수질계 자연환경을 여러 가지 물리화학적 변수에 관해서 Becking이 조사하여 ORP와 pH와의 관계로 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 미생물의 생존범위는 ORP가 약 +900mV에서 -400mV이고 pH는 약 3에서 10 정도임을 보이고 있으며, 이러한 생존범위를 벗어난 구역에서의 미생물은 생존이 불가능하다.

특히, 산성 이온수에서는 pH가 약 2.7 이하이고 ORP가 +1000mV 이상이 되지않으면 강한 살균력을 갖는 물을 얻을 수 없음을 알 수 있다.

그러나, 상술된 바와 같이 일반용 이온수 생성기에서는 pH가 3.5에서 4.5 정도이며 ORP는 +600mV 에서 +700mV 정도인 산성 이온수를 생성할 수 있을 뿐이다.

따라서, 단순히 식용수를 전해조에 통과시켜 이온분리된 산성 이온수 또는 염기성 이온수의 pH는 강산성 또는 강염기성을 띠지 못하게 되고, 특히 산성 이온수에 있어서는 농약 대체용으로 사용하여 무농약 식품의 제배나 병원의 의료기구 소독 등의 특정용도에 사용하기에는 적합하지 못하였던 것이다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 배출되는 산성 이온수의 pH를 예컨데 2.7 이하로 낮추고 산화환원전위, 즉 ORP를 +1100mV 이상으로 상승시킴으로써, 강한 살균력을 요하는특정용도의 강산성수를 추출할 수 있도록 하는 이온수 생성기의 산성수 추출장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수도관에 연결되어 수돗물을 정수시킨 다음 염기성 이온수와 산성 이온수로 전기분해하는 이온수 생성기에서 pH 2.7 이하 ORP +1100mv 이상의 강산성수를 생성할수 있도록 하기 위하여 정수기에서 정수된 물이 전해조로 공급되는 유로에 적정 농도의 염수를 혼합하도록 하는 염수 혼합장치를 설치한 것이며, 특히 스탭핑 모터펌프를 이용하여 염수를 연속적으로 공급하고 또한 이것의 양을 조절하는 한편, 강산성수의 토출측에 유량센서와산화환원전위센서를 설치하고 이것에 의해 ECU(Electronic Control Unit)가 설정된 값에 의해 전해조의 인가전압을 제어하여 정확한 수치의 강산성수가 추출되도록 한 것이다.

도 1 은 종래 이온수생성기의 원리를 나타낸 개요도,

도 2 는 ORP와 pH와의 범주에서 미생물의 생존범위를 나타낸 그래프,

도 3 은 본 발명에 따라 강산성수를 추출하기 위한 이온수 생성기의 원리를 나타낸 개요도,

도 4 는 본 발명에 따른 이온수 생성기의 다른 실시예를 나타낸 개요도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

2 - 정수기, 4 - 격벽,

6 - 양극실, 8 - 음극실,

10 - 전해조, 20 - 염수 공급부,

22 - 염수 저장탱크, 24 - 솔레노이드 밸브,

26 - 스탭핑 모터펌프, 28 - ECU,

30,40 - 유량센서, 32 - 산화환원전위센서,

34 - 업-다운스위치, 36 - 기억스위치,

38 - 액정화면,

이하 첨부된 예시도면과 함께 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 수도에 정수기(2) 등과 전해조(10)를 연결하고, 이 전해조(10)에서 물을 전기분해시켜 산성 이온수와 염기성 이온수를 연속적으로 생성하는 이온수 생성기에 있어서, 강산성 이온수를 생성하기 위한 염수가 전해조(10)에 공급되도록 전해조(10)의 급수파이프(12) 일측에 염수공급부(20)를 설치하되 염수공급부(20)는 염수 저장탱크(22)의 토출구에 염수의 공급과 차단을 제어하는 솔레노이드 밸브(24)와 단위시간당 공급되는 염수의 양을조절하는 스탭핑 모터펌프(26)가 차례로 연결되어 염수가 전해조(10)에 자동으로 연속 투입되는 구조로 되어 있다.

상기 스탭핑 모터펌프(10)는 급수량에 따라 염수의 공급이 제어되도록 급수측에 유량센서(40)가 설치되고, 이 유량센서(40)가 ECU(28)의 입력단에 연결되며 ECU의 출력단에 스탭핑 모터펌프(26)가 연결되어진 구조이다.

또한, 전해조(10)는 pH 2.7 이하 산화환원전위 +1100mV 이상의 강산성수가 추출되도록 산성 이온수 토출구 측에 강산성수의 추출량을 감지하는 유량센서(30)와 강산성수의 산화환원전위를 감지하는 산화환원전위센서(32)가 설치되고, 이 유량센서(30)와 산화환원전위센서(32)는 급수유량에 따른 인가전압의 제어치가 설정된 ECU(28)의 입력단에 연결되어 ECU(28)의 출력단 측에서 전해조(10)로의 인가전압을 제어하는 구조로 되어 있다.

예시도면 도 3 은 본 발명에 따른 이온수 생성기의 산성수 추출장치를 나타낸 설명도로서, 본 발명에 따른 산성수 추출장치는 기존의 이온수 생성기에 염수공급부를 구비하여 염수를 첨가 전기분해함으로써, pH 2.7 이하 ORP +1100mV 이상의 강산성수를 생성할 수 있도록 하였다.

즉, 식용수 등에 전기가 잘 통하도록 염화나트륨 수용액 등의 염수를 첨가하여 전해조에 전압을 인가하면 전극사이에서 이온의 이동이 활발해지므로, 양극에 강산성수가 생성되며, 이때 차아염소산과 활성염소가 동시에 생성되어 강한 살균작용을 하는 산성 이온수가 생성되는 것이다.

한편, 이러한 강산성수가 정확한 소망치로 생성되도록 ECU에 의해 인가전압이 제어되도록 하였다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 수도 등의 급수전에서 공급되는 물은 먼저 통상의 정수기(2)에서 깨끗한 물로 정수되고 마그네트 필터(13)를 거쳐 철분이 제거된 후 전해조에 공급되어 통상의 방법에 의거 염기성 이온수와 산성이온수로 분리된다.

이때, 전해조(10)로 이송되는 파이프로 염수의 공급을 제어하는 솔레노이드 밸브(24)가 닻혀 있는 상태이기 때문에 전해조(10)에는 정수된 수돗물만이 공급되어 통상의 이온수 생성기로서의 작용을 하게된다.

그러나, 솔레노이드 밸브(24)가 열려 염수 저장탱크(22)에 있던 염수가 배출되고 스탭핑 모터펌프(26)가 작동되어 일정량의 염수가 전해조(10)에 공급되면 이 혼합수가 전기분해되면서 상술된 강산성수가 생성된다.

생성된 강산성수는 유량센서(30) 및 산화환원전위센서(32)를 통과하게 되고, 이를 통해 감지된 값을 ECU(28)가 비교 계산하여 급수유량에 따른 인가전압을 제어하고 이에따라 소망치의 강산성수가 추출되는 것이다.

또한, 상술된 바와 같이 pH는 인가전압과 급수량에 의해 좌우되므로, 본 발명은 스탭핑 모터펌프(26)를 사용하고 업-다운 스위치(34)를 통해 스탭핑 모터펌프(26)의 구동단계를 제어하여 급수량에 따른 염수의 공급을 제어하도록 하였고, 기억스위치(36)를 연결하여 염수의 농도를 입력시켜 이 값을 ECU가 인식하도록 함과 더불어, 상기 기억스위치(36)를 통해 염수의 토출량을 입력 제어함도 바람직하다.

이와 더불어 본 발명의 산성이온수 추출장치의 다른 실시예를 보인 도 4 에서와 같이 전해조의 급수측에 별도의 유량센서(40)를 설치하고, 이 유량센서를 통한 급수량에 맞추어 ECU(28)가 설정된 수치에 따라 직접 스탭핑 모터펌프(26)를 제어하여 염수공급을 조절하게 할 수도 있다.

한편, 본 발명을 통해 생성된 강산성수의 산화환원전위는 사용자가 확인할 수 있도록 ECU(28)의 출력단에 액정화면(38)을 연결하는 것이 바람직하다.

또한, 염수 저장탱크(22)의 염수저장 상태를 확인할 수 있도록 수위센서(42)를 부착하여 이것을 ECU(28)가 감지할 수 있도록 함이 바람직하며, 미설명 부호 44 는 강산성수의 추출구의 개폐를 제어하는 솔레노이드 밸브이며, 46 은세정시에 배수의 역할로 작동되는 솔레노이드 밸브이다.

이하 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

스위치 등을 구동시켜 염수 저장탱크(22)의 솔레노이드 밸브(24)를 개방시키고 스탭핑 모터펌프(26)를 설정치에 따라 구동시키면 염수와 급수가 혼합되어 전해조로 유입된다.

전해조(10)에서는 설정치에 따라 ECU(28)의 제어로 전압이 인가되며, 이에 의해 염수와 일반 급수의 혼합수가 전기분해 된다.

양극실(6)에서의 전기분해 과정을 설명하면, 물이 전리되어 수소이온과 수산기이온으로 분리되고, 이때 수산기 이온의 일부가 다시 물분자와 산소분자를 형성하며, 산소분자의 일부는 물과 반응하여 오존을 생성하게 된다.

한편, 전리된 염소이온은 염소가 되며, 이 염소가 물과 반응하여 차아염소산을 생성하게 되며, 결과적으로는 수소이온, 차아염소산, 산소, 오존 등의 농도가 높아지면서 강산성의 이온수가 양극실(6)에 추출되어지는 것이다.

양극실(6)에서 추출되어진 강산성수는 배출되어지면서 그 유량과 산화환원전위가 유량센서(30)와 산화환원전위센서(32)에 감지되며, ECU(28)는 이 신호를 근거로 설정치와 비교한 후 소망치인 pH 2.7 산화전위 +1100mV 와 비교하여 인가전압을 제어하면서 항상 일정치를 유지하게 하는 것이다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면 정수된 물에 염수를 공급한 후 이를 이온분리 함으로써 pH 2.7 이하이고 산화환원전위 +1100mV 이상의 강산성수를 추출할 수 있도록 된 것이며, 특히 스탭핑 모터펌프와 유량센서 등을 이용하여 배출되는 강산성수의 농도를 일정하게 유지함에 따라 강한 살균력을 요하는 특정용도의 산성 이온수를 생성케 하는 효과가 있는 것이다.

Claims

수도에 정수기(2) 등과 전해조(10)를 연결하고, 이 전해조(10)에서 물을 전기분해시켜 산성 이온수와 염기성 이온수를 연속적으로 생성하는 이온수 생성기에 있어서, 강산성 이온수를 생성하기 위한 염수가 전해조(10)에 공급되도록 전해조(10)의 급수파이프(12) 일측에 염수공급부(20)를 설치하되 염수공급부(20)는 염수 저장탱크(22)의 토출구에 염수의 공급과 차단을 제어하는 솔레노이드 밸브(24)와 단위시간당 공급되는 염수의 양을 조절하는 스탭핑 모터펌프(26)가 차례로 연결되어 염수가 전해조(10)에 자동으로 연속 투입되는 구조인 것을 특징으로 하는 이온수 생성기의 산성수 추출장치.
제 1 항에 있어서, 상기 스탭핑 모터펌프(10)는 급수량에 따라 염수의 공급이 제어되도록 급수측에 유량센서(40)가 설치되고, 이 유량센서(40)가 ECU(28)의 입력단에 연결되며 ECU(28)의 출력단에 스탭핑 모터펌프(26)가 연결되어진 것을 특징으로 하는 이온수 생성기의 산성수 추출장치.
제 1 항에 있어서, 전해조(10)는 pH 2.7 이하 산화환원전위 +1100mV 이상의 강산성수가 추출되도록 산성 이온수 토출구 측에 강산성수의 추출량을 감지하는 유량센서(30)와 강산성수의 산화환원전위를 감지하는 산화환원전위센서(32)가 설치되고, 이 유량센서(30)와 산화환원전위센서(32)는 급수유량에 따른 인가전압의 제어치가 설정된 ECU(28)의 입력단에 연결되어 ECU(28)의 출력단 측에서 전해조(10)로의 인가전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 이온수 생성기의 산성수 추출장치.