KR20050100048A

KR20050100048A - 산소수 정수기

Info

Publication number: KR20050100048A
Application number: KR1020040025213A
Authority: KR
Inventors: 배금주
Original assignee: 배금주
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2005-10-18
Also published as: KR100594490B1

Abstract

본 발명은 산소수 정수기에 관한 것으로서 특히, 정수기에 전기화학방식의 산소 발생장치를 적용하여 산소 용존량이 큰 정수를 제조하는 것으로, 케이싱(10)의 내부 또는 상부에 설치되며, 격막(21)으로 내부가 나뉘어지는 저수통(20)과; 상기 저수통(20)의 상측과 연결되어 그 하측에 설치되는 온수통(30)과; 상기 저수통(20)의 하측과 연결되어 냉수를 배출하는 냉수코크(11)와; 상기 온수통(30)과 연결되어 온수를 배출하는 온수코크(12)와; 외부의 물을 유입받아 정수하는 필터 세트(40)와; 상기 필터 세트(40)에서 유출되는 정수를 상기 저수통(20)으로 보내는 연결관(50)과; 상기 연결관(50)에 광물질제거필터(90)를 통하여 연결되어 산소를 발생시키는 산소발생기(60)와; 상기 산소발생기(60)에서 발생되는 산소를 상기 저수통(20)에 있는 정수에 용존시키기 위한 용존기(70)와; 상기 저수통(20)의 하측과 연결되어 물의 온도를 낮추기 위한 냉각장치(80)를 포함하여 구성되어, 소음과 진동이 발생하지 않으며, 전력소비가 적고, 별도의 청소과정이 필요하지 않으며, 산소 용존량이 큰 정수를 음용할 수 있도록 하여, 인체의 건강을 증진시킬 수 있는 것이다.

Description

산소수 정수기 {Apparatus for purifying water having high oxygen content}

본 발명은 산소수 정수기에 관한 것으로서 특히, 정수기에 전기화학방식의 산소 발생장치를 적용하여 산소 용존량이 큰 정수를 제조하는 것으로, 소음과 진동이 발생하지 않으며, 전력소비가 적고, 별도의 청소과정이 필요하지 않으며, 산소 용존량이 큰 정수를 음용할 수 있도록 하여, 인체의 건강을 증진시킬 수 있는 산소수 정수기에 관한 것이다.

산소는 호흡에 의하여 체내에 흡입되어, 혈액에 의하여 인체의 각 기관에 공급되며 공급된 산소는 두뇌활동과 운동에너지로 소비된다.

생체 내의 산소 소비량은 각 조직에 따라 상당한 차이가 있으며, 뇌와 근육과의 산소 소비량을 보면 뇌의 산소 소비량이 더 크다. 전체의 장기, 기관 가운데 최대의 산소 소비자인 뇌는 그 중량이 겨우 1.4Kg으로 체중의 2%정도지만 그 소비량의 전신의 약 25%에 해당한다.

근육처럼 산소를 어느 정도 몸에 저장할 수 있는 '미오글로빈'과 같은 물질을 갖고 있지 않아서 공급된 산소는 일순간 모두 소비하게 된다. 호흡하고 있는 공기가 무산소 상태가 되면 폐혈액에 의해 필요한 산소분압이 일어나지 않음으로 그 무산소 공기의 한 호흡까지도 의식상실을 가져올 위험 있다.

산소는 우리 몸의 산화작용을 해주며 감염성의 미생물들과 병원균들로부터 저항하는 힘을 준다. 산소를 몸 안 구석 세포까지 끊임없이 보내지 않으면 살 수 없다. 이러한 움직임을 일으키는 것이 심장과 폐이며, 폐에는 좌우로 약 7억의 폐세포(폐포)가 있어 혈액에 산소를 공급하며, 심장의 펌핑작용에 의하여 몸 구석까지 혈액을 공급하게 된다.

대부분 현대인의 혈액은 운동부족과 유해음식으로 인하여 산성화되고 콜레스테롤이 혈관에 부착되어 혈액의 흐름을 방해하여 모든 성인병의 근원이 되고 있으나, 신선한 산소의 공급을 통하여 쇠약해진 기능들을 효과적으로 회복시켜 줄 수 있다.

한편, 물은 생명의 기본으로 물질의 운반과 용해의 수단으로서 흡수, 배설, 운반이 인체에서 용해된 상태에서 이루어지며 세포의 생물적인 반응도 대부분은 액체의 상태로 이루어진다.

인체의 55% 내지 75%가 물로 이루어져 인체에서 큰 몫을 차지한다. 그렇지만 인체에서 물이 부족할 경우, 물은 체내에서 저장될 수 있는 물질이 아니므로 계속적으로 공급되어야 한다.

인체에서의 물은 계속적으로 순환을 하여 이를 지속하기 위해서는 물의 균형이 중요하다. 물은 폐와 신장과 장 그리고 피부를 통해서 방출된다.

물은 또한 온도조절이라는 중요한 기능을 수행하여 체온을 보존한다. 이는 물이 어느 것보다도 열을 천천히 흡수하고 또한 방출하기 때문이다.

따라서, 상기와 같이, 인체에 필수적인 산소를 다량 함유한 물은 우리 몸의 건강을 유지하기 위하여 필수적인 요소이다.

상기와 같은 산소를 다량 함유한 물을 제조하는 이른바, 산소수 제조기의 예로는 본 출원인에 의한 특허출원인 2003-0034755호의 산소수 제조기를 들 수 있다.

상기 산소수 제조기는 PSA 방식, 멤브레인 방식 및 평막 방식의 3가지 방법을 이용하는 산소 발생장치를 이용하여 산소를 발생시켜, 이 발생된 산소를 물에 급속 용해시킴으로써 산소수를 제조하는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 산소수 제조기는 상기 산소 발생장치가 가지는 소음과 진동 및 산소 순도 면에서 단점을 가지고 있다.

즉, 상기 PSA 방식은 산소를 발생시키는 과정이 복잡하며, 컴프레서가 공기를 흡입하여 압축시켜서 노즐로 보낼 때 발생하는 습기가 상기 노즐 안에 있는 제오라이트에 작용하여 산소를 발생시킬 때 산소 순도를 급격히 저하시키며, 상기 컴프레서에서 발생하는 소음과 진동이 오히려 사용자에게 스트레스를 주거나 수면을 방해하는 문제점이 있다.

또한 상기 맴브레인 방식은 40% 이상의 순도를 가지는 산소를 만들지 못하며, 산소와 함께 습기가 발생되어 세균이 번식할 우려가 있고, 상기 PSA 방식과 같이, 컴프레서를 사용하게 되어 소음과 진동의 문제점이 있으며, 상기 평막 방식은 저순도(30% 이하)의 산소만이 제조되고 일정 시간이 지나면 평막에 각종 불순물이 적층되어 산소의 순도가 저하될 가능성이 많은 문제점이 있다.

한편, 종래의 정수기는 침전필터, 전처리카본필터, 중공사막필터 및 역삼투압필터, 그리고 후처리카본필터 등의 필터로 물을 정수하여 저수조에 저장하여, 이를 음용할 수 있도록 하는 것이나, 이러한 정수기에서 제조되는 정수는 상기와 같이 인체에 필수적인 산소의 용존량은 크게 증가하지 않는 단점이 있다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 소음과 진동이 발생하지 않으며, 전력소비가 적고, 별도의 청소과정이 필요하지 않으며, 산소 용존량이 큰 정수를 음용할 수 있도록 하여, 인체의 건강을 증진시킬 수 있는 산소수 정수기를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 케이싱의 내부 또는 상부에 설치되며, 격막으로 내부가 나뉘어지는 저수통과; 상기 저수통의 상측과 연결되어 그 하측에 설치되는 온수통과; 상기 저수통의 하측과 연결되어 냉수를 배출하는 냉수코크와; 상기 온수통과 연결되어 온수를 배출하는 온수코크와; 외부의 물을 유입받아 정수하는 필터 세트와; 상기 필터 세트에서 유출되는 정수를 상기 저수통으로 보내는 연결관과; 상기 연결관에 연결되며, 전해질 용액을 담을 수 있는 용기의 일측면을 형성하는 것으로, 물이 투과되지 않고 공기만 투과되며 도체의 성질을 띠는 것으로, 활성탄이 포함된 다공질 고무판과, 상기 고무판에 매설되는 전극과, 흑연과, 금속망사로 구성되는 음극판과, 상기 음극판의 내측면에 도포되는 산화촉매층과, 상기 전해질 용액을 담을 수 있는 용기의 타측면을 형성하는 것으로, 스테인레스 재질로 형성되는 양극판으로 이루어지는 산소발생기와; 상기 산소발생기에서 발생되는 산소를 상기 저수통에 있는 정수에 용존시키기 위한 용존기와; 상기 저수통의 하측과 연결되어 물의 온도를 낮추기 위한 냉각장치를 포함하여 구성함으로써 달성된다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 산소수 정수기의 일 실시예를 나타내는 개략도로서, 본 발명은, 케이싱(10)의 내부 또는 상부에 설치되며, 격막(21)으로 내부가 나뉘어지는 저수통(20)과; 상기 저수통(20)의 상측과 연결되어 그 하측에 설치되는 온수통(30)과; 상기 저수통(20)의 하측과 연결되어 냉수를 배출하는 냉수코크(11)와; 상기 온수통(30)과 연결되어 온수를 배출하는 온수코크(12)와; 외부의 물을 유입받아 정수하는 필터 세트(40)와; 상기 필터 세트(40)에서 유출되는 정수를 상기 저수통(20)으로 보내는 연결관(50)과; 상기 연결관(50)에 광물질제거필터(90)를 통하여 연결되어 산소를 발생시키는 산소발생기(60)와; 상기 산소발생기(60)에서 발생되는 산소를 상기 저수통(20)에 있는 정수에 용존시키기 위한 용존기(70)와; 상기 저수통(20)의 하측과 연결되어 물의 온도를 낮추기 위한 냉각장치(80)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

도 2는 본 발명의 산소수 정수기의 산소발생기의 일 실시예를 나타내는 단면도로서, 상기 산소발생기(60)는, 전해질 용액을 담을 수 있는 용기(61)의 일측면을 형성하는 것으로, 물이 투과되지 않고 공기만 투과되며 도체의 성질을 띠는 것으로, 활성탄이 포함된 다공질 고무판(62)과; 상기 고무판(62)에 매설되는 전극(63)과, 흑연과, 금속망사로 구성되는 음극판(64)과; 상기 음극판(64)의 내측면에 도포되는 산화촉매층(65)과; 상기 전해질 용액을 담을 수 있는 용기(61)의 타측면을 형성하는 것으로, 스테인레스 재질로 형성되는 양극판(66)과; 상기 양극판(66)의 내측면에 부착되는 니켈 포말(67)로 세부 구성된다.

본 발명에 사용되는 상기와 같은 산소발생기(60)는, 상기 산화촉매층(65)의 영향으로 공기중의 산소가 주로 신속하게 용기로 유입되게 하고, 상기 용기(61)에 채워지는 전해질 용액 내의 이온들과 화학반응을 일으켜, 공기중의 산소가 용기(61) 내의 산소로 분리되어 신속하게 산소를 발생시킬 수 있는 것이다.

상기 산소발생기(60)에서 전해질 용액의 손실은 거의 없으나 증발하는 경우가 발생하므로, 이때는 상기 연결관(50)을 통하여 필터 세트(40)를 통과한 정수를 유입받게 된다.

이때, 상기 연결관(50)과 산소발생기(60) 사이의 광물질제거필터(90)는 정수에 포함되어 있는 화학반응에 저해되는 광물질을 제거하는 것이다.

한편, 상기 산소발생기(60)와 냉각장치(80)는 기존의 정수기의 전원 배선의 변경 없이, 동일한 전원을 사용하도록 하는 것이 바람직하며, 그 사이에는 제어부(61)를 추가 구성하여, 상기 제어부(61)가 상기 냉각장치(80)의 작동을 인식하여 산소발생기(60)를 구동하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 산소발생기(60)를 냉각장치(80)와는 별도로 일정한 주기로 작동하도록 하며, 이러한 산소발생기(60)의 동작 중에 냉각장치(80)의 작동이 검지되면, 상기 냉각장치(80)의 동작이 우선적으로 작동하도록 하고, 상기 냉각장치(80)의 동작이 멈추면 그 후에 산소발생기(60)를 동작하도록 하는 것이다.

상기와 같은 산소발생기(60)의 작동은 표시 램프 또는 발광다이오드를 이용하여 표시하도록 하고, 상기 산소발생기(60)는 상기한 바와 같이, 기존의 정수기에 설치하여 사용할 수 있도록 커넥터(미도시)를 통하여 연결하도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 상기 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 산소수 정수기의 작용은 대체적으로 일반적인 정수기와 유사하다. 즉, 상기 필터 세트(40)는 외부의 물을 유입받아 이를 정수하여 상기 저수통(20)으로 이송시켜, 냉수코크(11) 또는 온수코크(12)를 통하여 물을 받아 사용자가 원할때 음용할 수 있는 것이다.

상기 저수통(20)은 격막(21)에 의하여 상하로 나뉘어져 있으며, 상기 냉수코크(11)는 저수통(20)의 하측과 연결되고, 이 저수통(20)의 하측은 냉각장치(80)와 연결되어, 냉수를 공급할 수 있도록 되어있고, 상기 저수통(20)의 상측은 상기 온수통(30)과 연결되어, 온수코크(12)를 통하여 온수를 공급할 수 있도록 되어있다.

또한, 상기 필터 세트(40)는 통상 침전필터, 전처리카본필터, 중공사막필터 및 역삼투압필터, 그리고 후처리카본필터 등의 필터가 직렬로 설치되어, 각 필터에서 해당 작용을 하여 정수하게 된다.

즉, 상기 침전필터는 찌꺼기, 각종 부유 물질을 제거하고, 상기 전처리카본필터는 인체에 유해한 화학물질과 염소성분 등을 제거한다.

또한, 상기 중공사막필터 및 역삼투압필터는 중금속은 물론 나트륨, 박테리아, 바이러스, 방사성 물질 등을 걸러주며 일부는 드레인관을 통해 수도측으로 회류시키며, 마지막으로 후처리카본필터에서는 불쾌한 맛과 냄새, 색소 등을 제거하게 되어, 인체에 적합한 음용수로 만드는 것이다.

이와 같은 정수에 산소를 용해시켜 산소 용존량이 많은 산소 정수를 제조하는 상기 산소발생기(60)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 용기에 채워지는 전해질은 KOH 30%와 증류수 70%로 이루어진다.

본 발명의 산소발생기(60)에 전류를 흘리면 양극판(66)과 음극판(64)은 전해질 용액을 통하여 전류가 통하는데, 전기장과 전기이온 및 H₂O로 전기가 통하면서 H⁺이온이 부단히 생성된다. 이상의 이온들은 산소와만 결합될 수 있는 이온들이기 때문에 다음과 같은 현상이 발생한다.

즉, 전기장의 작용으로 외부의 공기가 음극판(64)을 통하여 용기(61) 내로 들어오는데, 이때 상기 내부의 산화촉매층(65)의 영향으로 공기중 산소만이 신속히 용기(61) 내로 들어와 화학반응을 일으킨다.

상기 용기(61) 내의 산화촉매층(65)에서 H⁺이온 및 전기이온들과 화학반응을 일으키기 때문에 용기(61) 내에는 작은 압력이 생성되게 되고, 따라서 공기 중의 대부분을 차지하는 질소는 외부로 배척될 수밖에 없다.

상기 음극판(64)에서 발생하는 반응은 다음과 같다.

O₂ + xH^- + 전기이온 -> OH^- (x : 임의의 수량을 표시)

상기 산화촉매층(65)의 산호 활성화와 전류의 작용으로 산소는 H⁺이온과 합성되어 OH^- 이온이 생성된다. 이 OH^- 이온은 전해질 용액을 통하여 양극판에 닿을 수 있는데, 상기 음극판(64) 및 양극판(66)의 특성이 반대이므로 양극판(66)에서는 다시 OH^-를 다음과 같이 분리시킨다.

OH^- -> O₂ + xH^- + 전기이온

상기 양극판(66)은 산화촉매층(65)이 없는 금속 도체이기 때문에 산소는 무사히 전해질 용액을 이탈하게 되는데, 이때, 용기 내의 완전한 분자는 산소뿐이고 그 외에는 이온으로 존재하기 때문에 분자를 형성하지 못한다.

상기와 같이 전해질 용액을 빠져 나오지 못한 이온들은 부단히 음극판(64)과 양극판(66) 사이에서 상기와 같은 반응을 촉진시켜 더욱 많은 산소를 뽑아낼 수 있도록 한다.

이와 같이, 결국에는 공기중의 산소가 용기(61) 내의 산소로 분리되는 것이다.

이와 같이 발생된 산소는 상기 용존기(70)를 통하여 상기 저수통(20)에 전달되어, 상기 정수에 용해되는 것이다.

한편, 상기 산소발생기(60)에서 전해질 용액의 증발에 의하여 용액이 부족하게 되는 경우에는 상기 연결관(50)을 통하여 필터 세트(40)를 통과한 정수를 유입받게 되어, 원활한 산소 정수를 제조할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 상기 산소발생기(60)를 기존의 정수기에 설치하여 본 발명의 산소수 정수기를 구성할 수도 있다.

상기와 같은 산소발생기(60)와 정수기 냉각장치(80)의 작동은, 상기 냉각장치(80)의 작동을 감지하여 산소발생기(60)가 작동하도록 한다.

또한, 상기 산소발생기(60)의 작동을 주기적으로 작동하는 동안에 상기 냉각장치(80)의 작동이 검지되면 상기 냉각장치(80)를 우선적으로 작동하도록 하여, 전원의 과부하를 방지할 수도 있는 것이다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

이상과 같은 본 발명은 소음과 진동이 발생하지 않으며, 전력소비가 적고, 별도의 청소과정이 필요하지 않으며, 산소 용존량이 큰 정수를 음용할 수 있도록 하여, 인체의 건강을 증진시킬 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 산소수 정수기의 일 실시예를 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명의 산소수 정수기의 산소발생기의 일 실시예를 나타내는

단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 케이싱 20 : 저수통

30 : 온수통 40 : 필터 세트

50 : 연결관 60 : 산소발생기

70 : 용존기 80 : 냉각장치

Claims

케이싱의 내부 또는 상부에 설치되며, 격막으로 내부가 나뉘어지는 저수통과;

상기 저수통의 상측과 연결되어 그 하측에 설치되는 온수통과;

상기 저수통의 하측과 연결되어 냉수를 배출하는 냉수코크와;

상기 온수통과 연결되어 온수를 배출하는 온수코크와;

외부의 물을 유입받아 정수하는 필터 세트와;

상기 필터 세트에서 유출되는 정수를 상기 저수통으로 보내는 연결관과;

상기 연결관에 광물질투과필터를 통하여 연결되며, 전해질 용액을 담을 수 있는 용기의 일측면을 형성하는 것으로, 물이 투과되지 않고 공기만 투과되며 도체의 성질을 띠는 것으로, 활성탄이 포함된 다공질 고무판과, 상기 고무판에 매설되는 전극과, 흑연과, 금속망사로 구성되는 음극판과, 상기 음극판의 내측면에 도포되는 산화촉매층과, 상기 전해질 용액을 담을 수 있는 용기의 타측면을 형성하는 것으로, 스테인레스 재질로 형성되는 양극판으로 이루어지는 산소발생기와;

상기 산소발생기에서 발생되는 산소를 상기 저수통에 있는 정수에 용존시키기 위한 용존기와;

상기 저수통의 하측과 연결되어 물의 온도를 낮추기 위한 냉각장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 산소수 정수기.
제 1항에 있어서, 상기 산소발생기와 냉각장치 사이에는 제어부가 추가 구성되어, 상기 제어부가 상기 냉각장치의 작동을 인식하여 산소발생기를 구동하도록 하는 것을 특징으로 하는 산소수 정수기.