KR200337958Y1 - 살균장치를 구비한 정수기 - Google Patents

살균장치를 구비한 정수기 Download PDF

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KR200337958Y1
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이재용
황연기
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Abstract

본 고안은 살균장치를 구비한 정수기에 관한 것으로, 살균장치를 구비한 정수기는, 정수기 필터(10)와, 상기 필터와 연결되어 정수된 물을 저장하는 저수조(20)와, 상기 저수조(20)에서 외부로 물을 배출시키는 배수코크(26) 및, 수중에서 전기분해 반응을 일으켜 정수를 살균하는 살균장치(30), 상기 살균장치(30)에 전원을 공급하는 전원공급장치(40), 상기 살균장치(30)와 배수코크(26)가 연결되는 배관상에 분해접촉조(50), 상기 살균장치(30)의 작동시간을 제어하는 타이머, 상기 배수코크(26)에서 배출되는 물을 감지하여 상기 살균장치(30)에 전원이 인가되게 하는 감지기구로 구성되어, 전기분해 반응시 양극의 산화반응에 의해 수중의 미생물을 살균시키고, 오존 및 잔류성이 있는 복합산화제를 발생시켜 이를 정수된 물 속에 공급하여 정수기의 세균을 효율적으로 살균할 수 있도록 된 것이다.

Description

살균장치를 구비한 정수기{ A generater for pure water with a sterilizer }
본 고안은 정수기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통상적인 정수형태는 물론, 한외여과 필터방식 및 역삼투여과 필터방식을 포함한 여타 정수방식에서 발생될 수 있는 일반세균 및 생물학적 오염을 제어할 수 있는 전기분해 방식의 살균장치를 구비한 정수기에 관한 것이다.
일반적으로, 정수기는 저수조의 유무에 따라 직수식과 저수식으로 구분되며, 직수식 정수기는 원료수의 수압을 이용하여 작동되며 원료수중에 존재하는 입자 찌꺼기를 제거하는 침전필터와 염소성분과 냄새를 제거하기 위한 활성탄 필터와 기타 세라믹필터 등으로 구성되어 있으며 저수조가 없는 형태이다.
저수식 정수기는 냉수 및 온수기능의 부가와 필터의 여과속도가 느려 정수된물을 10∼20리터 정도 보관할 수 있는 저수조를 사용하며, 저수식 정수기의 구성을 보다 상세히 설명하면 수돗물이나 자연수와 같은 원수의 공급을 제어하기 위한 원수 밸브와, 상기 원수 밸브를 통과한 원수중의 비교적 큰 입자의 찌꺼기를 여과하기 위한 고탁도 필터와, 상기 고탁도 필터를 통과하면서 여과되지 않은 비교적 작은 입자의 찌꺼기를 여과하기 위한 침전 필터와, 공급되는 원수를 소정의 압력으로 이동시키기 위한 가압용 펌프와, 원수중의 염소 성분이나 냄새를 제거하기 위한 전활성탄 필터와, 상기 전활성탄 필터를 통과한 원수중에 잔류하는 이온성 중금속을 제거하기 위한 역삼투여과 필터 혹은 이온성 성분을 제외한 입자크기 0.1㎛내외의 미세 입자제거를 위한 한외여과 필터와, 상기 역삼투여과 필터 또는 한외여과 필터를 통과한 식수중에 포함된 냄새를 제거하기 위한 후활성탄 필터와, 상기 후활성탄 필터를 통과한 정수를 저장하기 위한 저수조와, 저수조의 물을 받아 냉수와 온수를 생산하는 냉수조, 온수조와 냉수와 온수를 방출하는 배수코크로 구성되어 있다.
상기의 두 가지 형태의 정수기에서 일반세균 및 생물학적 오염의 발생은 정수방식이 고액분리 공정인 여과방식, 활성탄 흡착방식, 저수방식에서 기인된다.
여과방식이란 일정 눈금크기 이상인 고체를 액체와 분리시키는 것을 의미하는데 정수기의 원료수인 수도수나 지하수의 경우, 고체는 대부분 유기물로 구성되어 일정기간 정수기를 사용할 경우 필터에 의해 걸러지는 고체성분은 미생물의 성장에 필요한 영양분으로 작용하게 된다.
활성탄 흡착방식은 활성탄이 가지는 미세 기공에 의한 물리적인 흡착작용으로 수중에 용존되어 있는 맛과 냄새 유발물질을 제거한다. 활성탄 필터도 일정시간사용 후 에는 미세기공에 축적되어 있는 맛과 냄새 유발물질 등의 유기물이 미생물의 성장에 필요한 영양분으로 작용하게 된다.
저수방식은 아무리 밀봉에 주의를 기울여도 대기로부터 세균의 유입이나 필터에서 공급되는 세균에 의해 오염될 가능성이 높으며, 특히 정수 후 세균증식을 억제할 수 있는 잔류염소성분이 대부분 제거된 상태이므로 일반세균 및 생물학적 오염에 대응할 방안이 없다.
또한, 직수방식과 저수방식에서 정수 사용을 위해 사용되는 배수코크(방출밸브)는 대기에 항상 노출되어 있는 상태이므로 대기중 혹은 사용자의 접촉에 의한 일반세균 및 생물학적 오염을 피할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 정수기의 일반세균 및 생물학적 오염문제를 해결하기 위한 종래의 공지기술로는, 자외선을 이용하는 방식과 은성분이 첨가된 은첨활성탄을 이용하는 방식 등이 있다.
자외선을 이용하는 방식은 자외선램프를 상기 저수방식 정수기의 전체 필터공정 후단에 설치하여 제어하는 방식이 상용화되어 있으나 세균문제를 해결하지 못하고 있다. 자외선램프의 경우 순간적인 살균력은 우수하지만, 살균처리 후에 저수조로 공급되어 저장되는 살균수에는 잔류성이 있는 살균제가 존재하지 않으므로 일반세균 및 생물학적 오염에 대하여 무방비 상태로 노출된다. 즉, 대기나 주변환경에 상존하던 세균 및 미생물이 저장탱크 내부로 침투하여 서식하게 되거나, 자외선 살균기를 통해 미처리된 미생물에 의해 저장탱크의 물이 재오염되며 특히, 정수기의 사용이 없는 야간시간동안 균의 재성장이 이루어진다.
자외선램프를 이용한 정수기 살균방법에 대한 또 다른 공지 기술로는 특1999-0069424(대한민국 특허 공개번호) "정수기 및 그 정수살균방법"이 있으며 저수조에 삽입하여 저수조내의 일반세균 및 생물학적 오염을 제어하거나 자외선램프를 장치한 순환모듈을 저수조의 측면에 설정하여 순환펌프를 이용하여 순환살균하는 방식을 제안하고 있다.
이와 같은 방식은 상기한 통상의 자외선램프 방식의 문제점을 보완하여 저수조에서의 세균 재오염을 일정 부분 방지 할 수 있지만, 자외선의 특성상 잔류가 가능한 산화제를 생성하지 못하므로 정수 사용을 위해 사용되는 배수코크의 오염은 제어할 수 없는 문제점이 있다.
상기 정수기의 일반세균 및 생물학적 오염에 대응하기 위한 또 다른 종래의 공지기술로는 은첨활성탄을 상기의 정수공정 중 후활성탄 필터에 적용한 방식이 있다.
은(sliver)은 박테리아의 신진대사에 관여하는 효소 기능을 정지시키는 작용을 하기 때문에 항균작용에 유효한 것으로 알려져 있고, 미세 분말일 경우 효과가 큰 것으로 알려져 있다.
상기 직수방식과 저수조방식에서 사용되는 후활성탄필터를 은첨활성탄으로 적용하게 되면, 원리적으로는 일반세균 및 생물학적 오염에 대한 문제점을 해결할 수 있을 것으로 판단되지만 세계보건기구(WHO)에서는 수중의 은이온 농도를 50ppb로 규제하고 있고 과잉 농도의 은을 섭취할 경우에는 은침착증을 일으킬 가능성이 있어서 사용상 주의가 요망된다. 은의 세균증식억제 효과에는 한계가 있으며, 은을코팅한 입상활성탄을 사용하고 있는 정수기에는 은에 내성을 갖는 세균의 군집이 출현하는 것으로 보고되고 있고, 은의 잔류농도가 50ppb이상일 때 정수기에서의 일반세균 및 생물학적 오염현상을 제어할 수 있는 것으로 보고되고 있다. 또한 활성탄에 은을 첨가하여 정수할 경우 일정농도의 은을 용출시킨다는 것은 기술적으로 매우 난이하며, 용출특성에 맞추어 필터를 주기적으로 교체해야하는 문제점이 있다.
이에 본 고안은 상기한 바의 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 한외여과 필터방식 정수기의 살균에는 무격막방식의 살균장치를 적용하고, 역삼투여과 필터방식 정수기의 살균에는 고체고분자전해질을 이용한 격막방식의 살균장치를 적용하여 전기분해 반응을 통해 정수된 물의 재오염을 방지하고 세균이나 미생물의 위해 문제가 없는 정수기의 구현을 가능케 하는 살균장치를 구비한 정수기를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 고안에 따른 살균장치를 구비한 정수기의 일실시예를 나타낸 구성도,
도 2는 본 고안의 일실시예의 무격막식 살균장치를 나타낸 분해사시도,
도 3은 본 고안의 일실시예의 격막식 살균장치를 나타낸 분해사시도,
도 4는 도 3의 보조전극을 나타낸 사시도,
도 5a는 본 고안의 일실시예를 통해 정수된 물의 세균농도를 나타낸 그래프로 무격막식의 살균장치를 사용한 경우이고,
도 5b는 본 고안의 일실시예를 통해 정수된 물의 세균농도를 나타낸 그래프로 격막식의 살균장치를 사용한 경우이며,
도 6은 본 고안에 따른 살균장치를 구비한 정수기의 다른 일실시예를 나타낸 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 필터 11 : 침전필터
12 : 전활성탄 필터 13 : 한외여과 필터
14 : 후활성탄 필터 20 : 저수조
21 : 냉수조 22 : 온수조
23 : 냉수배출관 24 : 온수배출관
25 : 배수밸브 26 : 배수코크
30 : 살균장치 31 : 양극전극
32 : 음극전극 33 : 스페이서
34 : 프레임 35 : 고체 고분자 전해질막
36 : 보조전극 40 : 전원공급장치
50 : 분해접촉조
이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 고안에 따른 살균장치를 구비한 정수기는, 정수기 필터(10)와, 상기 필터와 연결되어 정수된 물을 저장하는 저수조(20)와, 상기 저수조(20)에서 외부로 물을 배출시키는 배수코크(26) 및, 수중에서 전기분해 반응을 일으켜 정수를 살균하는 살균장치(30), 상기 살균장치(30)에 전원을 공급하는 전원공급장치(40), 상기 살균장치(30)와 배수코크(26)가 연결되는 배관상에 분해접촉조(50), 상기 살균장치(30)의 작동시간을 제어하는 타이머, 상기 배수코크(26)에서 배출되는 물을 감지하여 상기 살균장치(30)에 전원이 인가되게 하는 감지기구로 구성되어 있다.
상기 필터(10)는 원수중의 비교적 큰 입자의 찌꺼기를 여과하는 고탁도 필터(도면미도시)와, 상기 고탁도 필터를 통과하면서 여과되지 않은 비교적 작은 입자의 찌꺼기를 여과하는 침전필터(11)와, 원수중의 염소 성분이나 냄새를 제거하는 전활성탄 필터(12)와, 상기 전활성탄 필터(12)를 통과한 원수중에 잔류하는 이온성 중금속을 제거하는 역삼투여과 필터, 이온성 성분을 제외한 입자크기 0.1㎛내외의 미세 입자를 제거하는 한외여과 필터(13)와, 상기 역삼투여과 필터 또는 한외여과 필터(13)를 통과한 식수중에 포함된 냄새를 제거하기 위한 후활성탄 필터(14)로 구성되어 있다.
상기 저수조(20)는 필터의 여과속도가 느린 저수식 여과방식에서 상기 후활성탄 필터를 통과한 정수를 10∼20리터 정도 보관하였다가 배출하는 수조이다.
상기 저수조(20)는 하부에 냉수와 온수를 생산하는 냉수조(21)와 온수조(22)가 구비되고, 상기 냉수조(21)에 냉수배출관(23)이 연결되며, 상기 온수조(22)에 온수배출관(24)이 연결되고, 냉수배출관(23)과 온수배출관(24)의 각 선단에 배수밸브(25)와 배수코크(26)가 각각 설치되어 있다.
상기 살균장치(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 저수조(20)의 내부에 구비되거나, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 냉수조(21)의 내부에 구비되며, 상기 냉수배출관(23) 상에 구비되어 상기 배수코크(26) 전단에 설치되는 것도 가능하고, 적용될 정수기의 특성에 따라 한외여과 필터방식 정수기의 살균에는 무격막방식의 살균장치를 적용하고, 역삼투여과 필터방식 정수기의 살균에는 고체고분자전해질을 이용한 격막방식의 살균장치를 적용한다.
상기 무격막식 살균장치(30)는 수중에서 전기분해 반응을 통해 산소와 오존 및 기타 산화물을 발생시키고 직접산화반응을 통해 미생물을 제거하는 양극전극(31)과, 수중에서 전기분해 반응을 통해 수소 및 기타 반응물을 발생시키는 음극전극(32)과, 상기 양극전극(31)과 음극전극(32) 사이에 구비되어 극간 간격을 유지하는 스페이서(33) 및, 상기 양극전극(31)과 음극전극(32)과 스페이서(33)를 고정하는 프레임(34)으로 구성되어 있다.
상기 격막식 살균장치(30)는 상기 양극전극(31)과 음극전극(32) 사이에서 전기분해반응으로 생성되는 수소이온을 전달하는 고체 고분자 전해질막(35)과, 상기 음극전극(32)과 고체 고분자 전해질막(35) 사이에 구비되고 상기 음극전극(32) 표면에서의 스케일 생성을 감소시키는 보조전극(36), 직류전압을 인가하는 전원장치를 더 포함하고 있다.
상기 격막식 살균장치(30)는 고체고분자전해질을 전극사이에 부가하게 되면고체전해질을 통해 양극에서 발생되는 수소이온이 음극으로 이동함으로써 전해질이 희박한 물에서도 유효하게 전기분해 반응이 이루어진다.
상기 보조전극(36)은 상기 양극전극(31)에서 발생되는 수소이온을 상기 음극전극(32)으로 원활하게 통과시키고, 상기 음극전극(32)에서 발생되는 OH-이온이 양이온 2가 이온과 반응하여 생성되는 스케일을 표면에 생성시킴으로써 상기 음극전극(32) 표면에서의 스케일 생성을 감소시키게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 보조전극(36)은 얇은 세선으로 이루어진 망의 형상으로 형성되어 스케일이 보조전극(36)의 표면에 부착하였다가 용이하게 탈리될 수 있게 됨으로써 기존의 스케일 축적에 의해 전기분해 저항이 증대되는 문제를 해결할 수 있게 되며, 음극전극(32)이 고체 고분자 전해질막(35)과의 밀착성을 확보하기 위해 미세 망사 구조로 되어 있다.
상기 양극전극(31)에서는 식(1)과 같은 산소와 수소발생반응이 이루어지며, 식(2), 식(3)과 같은 오존생성반응이 이루어진다.
식(1) 2H2O -> O2+ 4H++ 4e-
식(2) H2O + O2-> O3+ 2H++ 2e-
식(3) 3H2O -> O3+ 6H++ 6e-
음극실의 수소생성 반응은 식(4), 식(5)와 같이 표현된다.
식(4) nH++ ne--> (n/2)H2(n=4∼6)
식(5) 2H2O + 2e--> H2+ 2OH-
본 고안의 살균 메카니즘은 전기분해반응을 통해 전극에서 이루어지는 미생물의 직접산화반응과 물의 전기분해를 통해 발생되는 오존 및 염소, 과산화수소 등의 잔류성이 있는 산화제에 의해 세균이나 유해미생물을 제거하는 것이다.
전극에서의 직접산화에 의한 살균반응을 보다 상세히 설명하면, 수중의 수산화이온[OH-]은 양전극의 표면(M[ ])에 흡착되어 M[OH-]를 형성하며, 미생물을 포함한 유기물질(R)은 산화성 양전극에 흡착된 수산화이온과 반응하여 산화된 형태(RO), 이산화탄소, 물 혹은 수소이온으로 분해된다. 양전극에 직류전류가 공급되는 동안 계속하여 수중에서 양극 방전이 진행됨으로써 전극을 통과할때 수중의 미생물 및 필터에서 여과되지 않은 미량의 유기물이 산화 분해된다.
식(6) M[ ] + H2O → M[OH-] + H++ e-
식(7) R + M[OH-] → M[ ] + RO + H++ e-
무격막방식 살균장치에서는 전기분해용 전극으로 백금 혹은 백금재질을 기본으로 티타늄에 백금을 도금한 것도 가능하며 형상은 전계집중효과를 효과적으로 유도할 수 있는 것으로 한다. 전체적인 장치 형태는 상기한 격막방식 살균장치와 유사하나 고체 고분자 전해질막(35)과 보조전극(36)을 사용하지 않는 것이 특징이다.
전기분해 반응에서 양전극과 음전극사이의 간격은 전기분해 전압을 제어할 수 있는 중요한 인자이다. 같은 전류조건에서 두 극간 거리와 살균력의 관계를 고찰해 보면, 극간 거리는 좁을수록 소비전력 대비 살균특성이 우수한 것으로 나타났다. 효과적인 극간 거리는 0.1∼0.5mm수준이 최적이며 이를 구성하기 위한 수단은 극간 거리만큼의 두께를 가지며 전기분해 반응으로 변성이 이루어지지 않는 재질로서 판형상으로 구성된 스페이서(33)의 채용으로 가능하다.
상기 살균장치(30)를 저수조(20)에 삽입하여 운전하는 경우, 냉온수가 분리된 정수기에서는 냉수조(21)에 적용되며 냉온수 구분이 없는 정수기에서는 일반 저수조에 적용되며 적용되는 형태는 수조 바닥의 배수구와 인접한 위치에 설치하여 운전한다. 운전은 기본적으로 타이머를 구비하여 시간제어에 따라 간헐적으로 1일 8∼10회 동작시키고 1회 동작시간은 5∼15분으로 하게 된다.
또한, 이러한 시간제어 운전을 실시하면서 이와 동시에 배수 감지센서를 구비하여 배수코크(26)에서 물이 유출될 때 즉, 배수코크(26)의 밸브가 개방될 때마다 살균장치도 함께 운전되거나, 배수코크(26)에 의해 연동되는 스위치기구를 구비하여 상기 전원공급장치(40)를 개폐하거나 살균장치(30)로 인가되는 전원을 개폐함으로써 배수코크(26)의 개방과 동시에 살균장치(30)도 운전될 수 있도록 하면 24시간 언제 물을 코크로 취수하여도 항상 기준치 이내의 안전한 정수를 취할 수 있다.
이때, 상기 살균장치(30) 내부의 일정 부위 혹은 살균장치에서 배수코크(26)로 연결되는 냉수배출관(23) 상에 활성탄이나 환원성 촉매를 포함하는 분해접촉조(50)를 설치하여 살균작용 후 남아 있을 수도 있는 잔존 산화성 물질에의한 냄새와 맛을 제거하게 된다.
상기 살균장치(30)를 냉수배출관(23) 상에 설치할 경우 정수된 물이 살균장치(30)를 반드시 통과해서 배수코크(26)로 공급되고, 이러한 살균장치(30)는 물이 들어오고 나갈 수 있는 유입구와 유출구를 적절하게 형성한 반응조 형태로 구성하며, 이 경우에도 배수코크(26)의 개방과 연동하여 살균장치(30)를 동작하도록 하는 것이 바람직하다.
도 5(a)는 무격막방식 살균장치의 운전에 따른 살균특성을 나타낸 것으로, 냉수조와 배수배관 사이에 살균장치를 설정하여 운전하였을 때 냉수 배수코크(26)에서 일반세균농도를 검사한 결과를 나타낸 그래프이다.
그래프에서 필터유출수는 본 고안의 살균장치를 설정하지 않은 정수기에서 측정된 일반세균수이고, 운전1은 상기의 정수기에 본 고안의 무격막방식 살균장치를 후활성탄필터와 저수조 사이에 설정하여 살균처리된 물을 저수조에 저장하고 배수코크를 통해 측정된 일반세균수이며, 운전2는 상기 정수기의 냉수조 내부에 본 고안의 무격막방식 살균장치를 설정하고 단순히 시간제어방식에 따라 운전된 경우에 배수코크를 통해 측정된 일반세균수이다. 또한, 운전3은 상기 정수기의 냉수조 내부에 본 고안의 무격막방식 살균장치를 설정하고 단순히 배수코크의 밸브가 개방될 때 살균장치를 연동하여 운전될 경우에 배수코크를 통해 측정된 일반세균수이고, 운전4는 상기 정수기에서 냉수조에 무격막방식 살균장치를 설정하고 시간제어에 따라 간헐적으로 동작시키면서 이와 중첩하여 배수코크의 밸브가 개방될 때마다살균장치를 연동하여 운전되도록 하는 경우에 배수코크를 통해 측정된 일반세균수이다.
필터유출수의 경우, 정수기 사용시 필터를 거치면서 일반세균수가 1000CFU/mL를 상회하는 것을 알 수 있어 정수기에 살균장치의 부재시 일반세균 및 세균학적 오염에 대한 심각성을 알 수 있다.
또한, 살균장치가 적용된 운전1의 방식으로는 일반세균를 제어하지 못하는 것을 알 수 있다. 살균장치를 통과할 경우 90%이상의 살균율을 보이나, 냉수조 및 배수코크의 오염을 제어하지 못하므로 일반세균수는 음용수 수질기준인 100CFU/mL를 상당히 상회하는 것을 알 수 있으며, 따라서 최종필터의 후단에 살균장치를 설정하는 것은 궁극적인 살균효과를 기대할 수 없음을 알 수 있다.
운전2의 조건에서는 상기 운전1의 경우보다 다소 향상된 미생물 제어 효과를 보이고 있으며, 음용수 수질기준을 만족하는 것으로 나타났다.
운전3의 조건에서는 상기 운전2의 경우보다 다소 향상된 효과를 보이고 있으며, 음용수 수질기준을 만족하는 것으로 나타났다.
운전4의 조건에서는 상기 모든 운전조건에 비해 가장 안정적인 수질조건을 보였으며, 항상 일반세균수가 10cfu/mL수준으로 효과적으로 제어되고 있음을 보여주고 있다.
또한, 살균장치를 배수배관에 설정하여 운전하는 공정인 운전5의 조건에서는 상기 정수기의 냉수조의 토출구와 배수코크 사이의 배관에 살균장치를 설치하여 정수된 물이 필히 살균장치를 통과해서 배수코크로 공급될 수 있도록 배수코크의 개방신호를 감지하여 연동으로 운전하였으며, 일반세균은 약 10CFU/mL수준을 안정적으로 유지되었으며, 필터수가 일반세균에 오염되더라도 안정적인 살균효과를 보였다.
도 5(b)는 격막방식의 살균장치의 운전에 따른 살균특성을 나타낸 그래프로, 냉수 코크와 온수 코크가 설치되어 있는 정수기의 냉수조 내부에 본 고안의 격막방식 살균장치를 설치하고 각각의 운전방식으로 운전하였을 때, 그리고 배수코크와 살균장치를 연동하여 운전하였을 때 냉수 코크에서 일반세균농도를 검사한 결과를 나타낸 것이다.
그래프에서 필터유출수는 본 고안의 살균장치를 설정하지 않은 정수기에서 측정된 일반세균수이고, 운전6은 상기의 정수기에 본 고안의 격막방식 살균장치를 후활성탄필터와 저수조 사이에 설정하여 살균처리된 물을 저수조에 저장하고 배수코크를 통해 측정된 일반세균수이며, 운전7는 상기 정수기의 냉수조 내부에 본 고안의 격막방식 살균장치를 설정하고 단순히 시간제어방식에 따라 운전된 경우에 배수코크를 통해 측정된 일반세균수이고, 운전8은 상기 정수기의 냉수조 내부에 본 고안의 격막방식 살균장치를 설정하고 단순히 배수코크의 밸브가 개방될 때만 살균장치를 연동하여 운전될 경우에 배수코크를 통해 측정된 일반세균수이며, 운전9는 상기 정수기에서 냉수조에 격막방식 살균장치를 설정하고 시간제어에 따라 간헐적으로 동작시키면서 이와 중첩하여 배수코크의 밸브가 개방될 때마다 살균장치를 연동하여 운전되도록 하는 경우에 배수코크를 통해 측정된 일반세균수이다.
필터유출수의 경우 정수기의 각종 필터를 거치면서 일반세균수가 1000CFU/mL 수준인것을 알 수 있어 정수기에 살균장치의 부재시 일반세균 및 세균학적 오염에 대한 심각성을 알 수 있다. 이 경우 역삼투여과 필터를 통과하면 세균이 감소하나(여과전 1000CFU/mL, 여과후 20 CFU/mL) 4단 활성탄 필터에서 균이 성장 번식하여 최종 배수코크 유출수에서는 1000CFU/mL로 측정되었다.
살균장치가 적용된 운전6의 방식으로는 일반세균를 제어하지 못하는 것을 알 수 있다. 살균장치를 통과할 경우 90%이상의 살균율을 보이나, 저수조 및 배수코크의 오염으로 배수코크에서 측정된 일반세균수는 음용수 수질기준인 100CFU/mL를 상회하는 것을 알 수 있으며, 필터후단에 설치하는 것은 궁극적인 살균효과를 기대할 수 없음을 알 수 있다.
운전7의 조건에서는 상기 운전6의 경우보다 다소 향상된 수질을 보이고 있으며, 음용수 수질기준을 만족하는 것으로 나타났다.
운전8의 조건에서는 상기 운전6의 경우보다 다소 향상된 수질을 보이고 있으며, 음용수 수질기준을 만족하는 것으로 나타났다.
운전9의 조건에서는 상기 모든 운전조건에 비해 가장 안정적인 미생물 제어효과를 보였으며, 항상 일반세균수가 10cfu/mL수준을 보이고 있다.
또한, 살균장치를 배수배관에 설정하여 운전하는 공정인 운전10의 조건에서는 상기 정수기의 냉수조의 토출구와 배수코크 사이의 배관에 살균장치를 설치하여 정수된 물이 필히 살균장치를 통과해서 배수코크로 공급될 수 있도록 배수코크의 개방신호를 감지하여 연동으로 운전하였으며, 일반세균은 약 10CFU/mL수준을 안정적으로 유지되었으며, 필터수가 일반세균에 오염되더라도 안정적인 살균효과를 보였다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 살균장치를 구비한 정수기에 의하면, 전기분해 반응시 양극의 산화반응에 의해 수중의 미생물을 살균시키고, 오존 및 잔류성이 있는 복합산화제를 발생시켜 이를 정수된 물 속에 공급하여 정수기의 세균을 효율적으로 살균할 수 있고, 정수기의 필터여과방식에 따라 한외여과 필터방식에서는 극간 간격 유지를 최소화한 무격막방식의 살균장치를 적용하여 높은 전력효율과 더불어 정수기의 살균효율을 극대화할 수 있으며, 역삼투여과 필터방식 정수기에서는 고체고분자전해질의 격막을 사용하여 살균장치를 구성함으로써 전기분해방식 살균공정을 정수 시스템에 구애받지 않고 사용할 수 있고 전력효율 또한 높일 수 있게 되며, 저수조에 삽입하여 운전하는 공정과 살균장치를 배수배관에 설정하여 운전하는 공정의 2가지로 적용 가능하여 시스템에 따라 적절하게 구성함으로써 보다 안정적이면서 효과적으로 살균장치를 운전할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 정수기 필터(10)와;
    상기 필터(10)와 연결되어 정수된 물을 저장하는 저수조(20)와;
    상기 저수조(20)에서 외부로 물을 배출시키는 배수코크(26) 및;
    수중에서 전기분해 반응을 통해 산소와 오존 및 기타 산화물을 발생시키고 직접산화반응을 통해 미생물을 제거하는 양극전극(31)과, 수중에서 전기분해 반응을 통해 수소 및 기타 반응물을 발생시키는 음극전극(32)과, 상기 양극전극(31)과 음극전극(32) 사이에 구비되어 극간 간격을 유지하는 스페이서(33) 및, 상기 양극전극(31)과 음극전극(32)과 스페이서(33)를 고정하는 프레임을 포함하는 살균장치(30);
    상기 살균장치(30)에 전원을 공급하는 전원공급장치(40);를 포함하는 살균장치를 구비한 정수기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 살균장치(30)는,
    상기 양극전극(31)과 음극전극(32) 사이에서 전기분해반응으로 생성되는 수소이온을 전달하는 고체 고분자 전해질막(35)과;
    상기 음극전극(32)과 고체 고분자 전해질막(35) 사이에 구비되고, 상기 양극전극(31)에서 발생되는 수소이온을 상기 음극전극(32)으로 통과시키고, 상기 음극전극(32)에서 발생되는 OH-이온이 양이온 2가 이온과 반응하여 생성되는 스케일을 표면에 생성시킴으로써 상기 음극전극(32) 표면에서의 스케일 생성을 감소시키는 보조전극(36);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 살균장치를 구비한 정수기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 살균장치(30)는 상기 저수조(20)의 내부에 구비된 것을 특징으로 하는 살균장치를 구비한 정수기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 저수조(20)의 일측에 냉수조(21)와 온수조(22)가 구비되고, 그 냉수조(21)의 내부에 상기 살균장치(30)가 구비된 것을 특징으로 하는 살균장치를 구비한 정수기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 살균장치(30)는 상기 배수코크(26) 전단에 설치된 것을 특징으로 하는 살균장치를 구비한 정수기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 살균장치(30)와 배수코크(26)가 연결되는 배관상에 분해접촉조(50)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 살균장치를 구비한 정수기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 살균장치(30)의 작동시간을 제어하는 타이머;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 살균장치를 구비한 정수기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 배수코크(26)에서 배출되는 물을 감지하여 상기 살균장치(30)에 전원이 인가되게 하는 감지기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 살균장치를 구비한 정수기.
  9. 삭제
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