KR20080043894A - 전해환원수 생성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해환원수의 PH(potential of Hydrogen; 수소 이온농도) 및 ORP(Oxidation Reduction Potential; 산화환원 전위)가 일정하도록 출력전압이 제어되는 전해환원수 생성장치에 관한 것으로, 다수의 제 1전극실(33)과 제 2전극실(35)에 각각 제 1전극(34)과 제 2전극(36)이 설치된 전해조(30), 제 1전극(34)과 제 2전극(36)에 소정의 전원을 인가하는 전원부(50), 제 1전극실(33)에 연통되는 제 1배출로(41), 제 2전극실(35)에 연통되는 제 2배출로(43)가 구성되며, 제 2배출로(43)에는 전해환원수(W2)의 PH 및 ORP를 측정하는 PH 센서(45)와 ORP 센서(47)가 설치된다.

본 발명은 사용자가 원하는 PH 및 ORP의 전해환원수가 배출되도록 자동으로 전압 및 전류를 제어하여 일정한 PH 및 ORP 수치의 물이 배출되며, 산성, 중성, 알칼리성에 따라서 다른 색깔로 기계에 디스플레이되는 효과가 얻어진다.

산성수, 전해환원수, PH, ORP

Description

전해환원수 생성장치{Electrolysis Reduction Water Generator}

도 1은 종래의 전해수 생성장치를 나타낸 원리도.

도 2는 본 발명에 따른 전해환원수 생성장치를 나타낸 원리도.

도 3은 본 발명에 따른 전해환원수 생성장치의 데이터 처리관계를 나타낸 블록도.

도 4는 유량에 따른 PH의 변화를 나타낸 그래프.

도 5는 유량에 따른 ORP의 변화를 나타낸 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30: 전해조 33: 제 1전극실

34: 제 1전극 35: 제 2전극실

36: 제 2전극 45: PH 센서

46: 유량센서 47: ORP 센서

71: 중앙제어부 81: 출력전압 및 전류제어부

본 발명은 전해환원수 생성장치에 관한 것으로, 특히 전해환원수가 출수 될 때 전해환원수의 PH(potential of Hydrogen; 수소 이온농도) 및 ORP(Oxidation Reduction Potential; 산화환원 전위)가 일정하도록 출력전압이 제어되는 전해환원수 생성장치에 관한 것이다.

일반적으로 인간은 누구나 무병장수에 대한 기본적인 욕구가 있어 자신의 건강을 위해서는 대체로 아낌없이 투자를 한다.

깨끗한 물을 이용하고자 하는 노력 역시 무병장수에 대한 기본적인 욕구를 충족하기 위한 하나의 방편이라 할 것이다.

'웰빙의 붐'으로 많은 사람이 물에 관심이 높아지고 있으며, 현재 국내에서도 수돗물을 식수로 사용하는 가정은 거의 없다.

우리 몸의 70%가 물로 구성되어 있기에 모든 사람이 좋은 물을 먹고 싶어하고 좋은 정수기를 사용하고자하는 욕구가 높아지고 있다.

이처럼 깨끗한 물을 이용하고자 하는 노력의 일환으로 개발된 것 중에 하나가 살균 및 세정 효과를 얻을 수 있도록 전기분해를 통해 이온수를 생성시키기 위한 전해환원수 생성장치이다.

많은 제조회사에서 자사 품에 대한 품질과 성능을 대대적으로 광고하여 제품을 구입하고자 하는 충동욕구를 불러 혹하는 마음에서 사지만 물이 정말 우리 몸에 좋은 물인지는 알 수가 없다.

그것은 물에 대한 성분을 측정할 수 있는 장치나 기계를 소비자가 소유하기는 너무 고가품이고 현재 상태에서 제품에 설치하기도 어려운 실정이기 때문이다.

전해 환원수가 물을 전기분해 해서 원하는 전해환원수, 산성수를 만들어 내지만 알카리수와 산성수의 정확한 수치를 표현하는 것은 PH 수치와 ORP 수치이다.

즉, 물이 전기분해가 되면 산화, 환원을 하는데 이때 전위수치를 ORP로 표시한다.

물이 산화수인지, 환원수인지 알아보는 기준치라 할 수 있다.

전해수를 생성하는 종래의 장치는 통상적으로 전해조 내를 이온 투과성 격막으로 분할한 음전극실과 양전극실에 음극전극과 양극전극을 충전시켰으며 원수를 전해실내에 넣은 상태로 양전극간에 전류를 넣으면 격막을 사이에 놓고 전기 분해되며 음전극실내의 물의 PH 수치가 높아져서 알카리수가 되고 양전극실내의 물의 PH 수치가 낮아져 산성수가 되게끔 구성되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 전해수 생성장치로는 소기의 전해도를 갖는 산성수 내지 알카리수를 연속적이고 대량으로 만들어내는 것은 곤란하였다.

전해수를 대량으로 생성하려면 통전전류를 증대시키면 되지만 통상의 음료수는 전기전도도가 낮기 때문에 전극간에 대전류가 흐르기 어려워서 인가전압을 올려야 하며 소비전력이 커지는 문제점이 있었다.

그리고, 종래의 전해수 생성장치로는 전해조의 양극에서 얻는 산성수가 고작 4 ~ 5 정도의 약산성이어서 원하는 세정/ 살균효과를 충분히 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 기술이 대한민국 등록특허공보 제 10-0133975호(1997년 12월 26일에 등록)에 개시되어 있다.

상기 제 10-0133975호 전해수 생성장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 이온투과성 격막(3)으로 분할된 양전극실(1a)과 음전극실(1b)에 양극전극(5a)과 음극전극(5b)이 설치된 밀폐된 전해조(1), 양전극실(1a)과 음전극실(1b)에 각각 원수(WO)를 공급할 원수공급로(7), 원수공급로(7)로 탱크(Tank)에 저장된 전해질 수용액(SS)을 주입할 주입수단(9), 원수공급로(7)에 설치한 EC 수치 내지 원수의 유량을 측정할 센서수단(11), 원수공급로(7)에 설치한 한 개의 유량조절수단(13), 양전극실(1a)과 음전극실(1b)에서 각각 전해수(W1, W2)를 배출시킬 전해수 배출로(15a,15b), 이들 중 한쪽 전해배출로(15a)에 설치한 전해수의 유량 내지 전해도를 측정할 센서수단(17), 전해수 배출로 한쪽에 설치한 배출유량 조절수단(19)과 전해배출로(15a)에서 유출하는 전해수(W1)을 담을 저장탱크(21)로 이루어진다.

그러나, 상기 제 10-0133975호 전해수 생성장치는 단순히 원수의 공급량과 전해수 토출량, 전해도 및 생산량을 제어하게 되므로 산성수와 전해환원수의 PH 수치 및 ORP 수치의 제어가 어려운 문제점이 있다.

특히, 상기 제 10-0133975호 전해수 생성장치는 사용자에 의해 시간당 단위추출되는 전해수의 양이 가변 될 수 있는데, 이 경우 전해조 내에 물이 머무르는 시간이 상대적으로 길어지므로 취출되는 물의 PH 수치 및 ORP 수치가 설정치에 대해 가변 되는 문제점이 있다.

그리고, 전해수의 PH 수치 및 ORP 수치의 측정치를 소비자가 직접 용이하게 확인할 수 없어서, 생성된 전해수가 우리 몸에 마시기에 적당한 것인지 알 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전해환원수에 PH 및 ORP를 물이 기계에서 출수 될 때 측정하고, 자동으로 전압 및 전류를 제어하여 일정한 PH 및 ORP의 물이 출수 될 수 있는 전해환원수 생성장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 PH 및 ORP의 측정치가 기계에 디스플레이 되도록 하여 소비자도 충분히 물의 상태를 파악할 수 있는 전해환원수 생성장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 이온분리 격막으로 분할된 적어도 한 개의 제 1전극실과 제 2전극실에 각각 제 1전극과 제 2전극을 설치한 전해조, 상기 제 1전극과 제 2전극에 연결되며 입력되는 교류전원을 정류기로 정류한 뒤 평활화시켜 얻어진 직류전원을 인가하여 전기분해를 통해 산성수 및 전해환원수가 생성되도록 전원을 공급하는 전원부, 상기 제 2전극실에 연통되며 전기분해에 의해 발생 된 수소가스 및 전해환원수를 배출하기 위한 제 2배출로, 상기 전해조의 제 2배출로에 설치되며 상기 전해환원수의 PH 및 ORP를 측정하는 PH 센서부 및 ORP 센서부, 필터의 일측에 연결되어 원수를 연속적으로 공급하는 제 1공급로, 상기 필터의 타측에 연결되어 상기 전해조로 원수를 연속적으로 공급하는 제 2공급로, 상기 제 2공급로에 설치되며 전해조로 유입되는 원수의 양을 측정하는 유량센서부, 상기 PH 센서부 및 ORP 센서부에 연결되어 전해환원수의 상태를 나타내는 디스플레이, 상기 유량센서부, PH센서부 및 ORP센서부에서 측정된 값에 따라 제 상기 1전극과 제 2전극에 인가되는 전압 및 전류를 가변시켜 PH 및 ORP가 일정 범위 내에서 유지되도록 정해진 전압으로 평균전류를 제어하는 출력전압 및 전류제어부, 상기 유량센서부, PH 센서부 및 ORP 센서부로부터 측정신호를 받아서 상기 출력전압 및 전류제어부를 제어하며 전해환원수의 PH 및 ORP를 상기 디스플레이로 표시되게 하는 중앙제어부가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 전해환원수 생성장치를 제공한다.

상기 중앙제어부와 출력전압 및 전류제어부에 연결된 노이즈 방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 노이즈 방지부는 코어를 이용한 커먼노이즈 방지부 또는 콘덴서를 이용한 노말노이즈 방지부인 것을 특징으로 한다.

상기 디스플레이에는 산성, 중성, 알칼리성에 따라 색깔이 구별되게 표시되는 것을 특징으로 한다.

사용자가 원하는 수치의 PH 및 ORP에 해당되는 전해환원수를 얻기 위해 사용자가 직접 PH와 ORP의 범위를 입력시키는 기능 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

<실시예>

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전해환원수 생성장치를 나타낸 원리도, 도 3은 본 발명에 따른 전해환원수 생성장치의 데이터 처리관계를 나타낸 블록도, 도 4는 유량에 따른 PH의 변화를 나타낸 그래프, 도 5는 유량에 따른 ORP의 변화를 나타낸 그래프이다.

본 발명에 따른 전해환원수의 생성장치는 도 2와 도 3에 나타낸 바와 같이, 이온분리 격막(37)으로 분할된 다수의 제 1전극실(33)과 제 2전극실(35)에 각각 제 1전극(34)과 제 2전극(36)이 설치된 전해조(30), 제 1전극(34)과 제 2전극(36)에 소정의 전원을 인가하여 전기분해를 통해 산성수(W1) 및 전해환원수(W2)가 생성되도록 전원을 공급하는 전원부(50), 제 1전극실(33)에 연통되고 전기분해에 의해 발생 된 산소가스 및 산성수(W1)를 배출하기 위한 제 1배출로(41), 제 2전극실(35)에 연통되고 전기분해에 의해 발생 된 수소가스 및 전해환원수(W2)를 배출하기 위한 제 2배출로(43)로 구성되며, 제 2배출로(43)에는 전해환원수(W2)의 PH 및 ORP를 측정하는 PH 센서(45)와 ORP 센서(47)가 설치된다.

여기서, 전기분해에 의하여 산성수(W1) 및 전해환원수(W2)가 생성되는 원리 및 방법은 본 분야의 공지기술이어서 자세한 설명은 생략한다.

그리고, PH 센서(45) 및 ORP 센서(47)에는 전해환원수(W2)의 상태가 나타나는 디스플레이(87)가 연결된다.

또, 필터(53)의 입수부에는 전해조(30)에 원수(W0)를 공급하기 위한 제 1공급로(42)가 연결되며, 필터(53)의 출수부에는 전해조(30)의 제 1전극실(33)과 제 2전극실(35)에 연결되는 제 2공급로(31)가 마련된다.

제 2공급로(31)에는 전해조(30)로 유입되는 원수(W0)의 양을 측정하는 유량센서(46)가 설치되며, 전해질 수용액을 공급하는 전해질 수용액 공급부(미도시)가 포함될 수 있다.

전해질 수용액을 원수(W0)에 첨가하면 원수(W0)의 전기 전도도를 높이고 저전압으로 대전류가 통전할 수 있어서 강한 전해작용을 할 수 있다.

전해질 수용액으로는 염소계 전해질 수용액 예를 들면, 염화나트륨(NaCl) 또는 염화칼륨(KCl), 염산(HCl), 하이포아염소산(HClO), 염소산(HClO₃), 염소산칼리(KClO₃), 차아염소산나트륨(NaClO) 등이 이용될 수 있다.

제 1전극(34)과 제 2전극(36)은 입력되는 교류전원을 다이오드정류기로 정류한 뒤 평활화시켜 얻어진 직류전원이 출력되는 전원부(50)에 각각 연결되며, 제 1전극(34)에는 직류의 플러스전압을 인가하고 제 2전극(36)에는 직류의 마이너스전압을 인가한다.

그리고, 본 발명에서는 유량센서(46), PH 센서(45) 및 ORP 센서(47)에서 측정된 값에 따라 제 1전극(34)과 제 2전극(36)에 인가되는 전압 및 전류를 가변시켜 PH 및 ORP가 일정 범위 내에서 유지되도록 정해진 전압으로 평균전류를 제어하는 출력전압 및 전류제어부(81)를 마련한다.

이는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 유량에 다른 PH 및 ORP의 변화에 근거하여 제어되는 값이다.

출력전압 및 전류제어부(81)는 출력전압단자의 소비 전류를 감지할 수 있는 CT(Circuit Transformer)를 설치하여 소비전류를 감지하고 설정된 전류보다 과전류가 소비될 경우 출력전압을 한 단계 정도 낮추어 인가되도록 한다.

그리고, 전원부(50)는 배출되는 전해환원수(W2)의 PH 및 ORP를 조정하기 위하여 출력전압 및 전류제어부(81)에 의해 제어됨으로써 제 1, 2전극(34, 36)들에 인가되는 직류전압이 조정된다.

여기에서 제 1, 2전극(34, 36)에는 필요에 따라 인가되는 극성을 바꿀 수도 있다.

전해환원수 생성기를 장시간 사용하다 보면 제 2전극(36)의 표면에 슬러지 등이 부착되어 물의 전해 능력이 떨어질 수 있는데, 슬러지가 부착되는 것을 방지하기 위하여 주기적( 2 내지 10초간격)으로 극성을 교번 시키는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명은 유량센서(46), PH 센서(45) 및 ORP 센서(47)로부터 측정신호를 받아서 출력전압 및 전류제어부(81)를 제어하여 전해환원수(W2)의 PH 및 ORP를 디스플레이(87)로 전해환원수(W2)의 상태가 표시되게 하는 중앙제어부(71)를 마련한다.

중앙제어부(71)는 제 2공급로(31)에 설치한 유량센서(46)와 제 2배출로(43)에 설치한 PH 센서(45) 및 ORP 센서(47)로 검출한 원수(W0)의 유량과 전해환원수(W2)의 PH 및 ORP 등의 측정신호를 입력받아 적어도 그 중 한 개의 측정신호에 의하여 출력전압 및 전류제어부(81)를 제어한다.

중앙제어부(71)와 출력전압 및 전류제어부(81)에는 노이즈를 방지하기 위한 노이즈 방지부(79)가 연결되고, 이 노이즈 방지부(79)는 커먼(Common)노이즈와 노말(Normal) 노이즈를 감쇄시킨다.

커먼노이즈는 코어(Core)를 이용하여 감쇄시키고, 노말노이즈는 콘덴서를 추가하여 감쇄시킨다.

또, 본 발명에 따른 전해환원수 생성장치는 유량센서(46), PH 센서(45) 및 ORP 센서(47)에서 측정된 데이터를 수집하는 데이터 수집부(73), 원하는 수치의 PH 및 ORP에 해당되는 물을 얻기 위해 사용자가 직접 PH와 ORP의 범위를 입력시키는 기능 설정부(85), 기능 설정부(85)에서 설정한 데이터가 저장되는 데이터 저장부(75), 공급되는 원수(W0)의 유량이 변동되어도 생성되는 전해환원수(W2)의 PH 및 ORP가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 성능조정부(77)를 구비한다.

즉, 성능조정부(77)는 공급되는 원수(W0)의 유량이 적을 경우 출력전압 및 전류제어부(81)를 통해 전압을 높게 제어하고, 반면 공급되는 원수의 유량이 많은 경우에는 출력전압 및 전류제어부(81)를 통해 전압을 낮게 제어함으로써 생성되는 전해환원수(W2)의 PH와 ORP가 일정하게 유지될 수 있도록 한다.

전해조(30)내로 유입되는 원수(W0)는 상수도수 등 비교적 순수한 음료수를 사용하고, 제 1공급로(42)를 거쳐 필터(53)에 공급되며, 필터(53)에서 불순물이 제거된 후 제 2공급로(31)를 거쳐 제1전극실(33)과 제 2전극실(35)에 공급된다.

전해조(30)내로 유입된 원수(W0)는 전해조(30)의 하부에서 상승하는 과정에 있어서, 원수(W0)에 함유된 전해질 수용액이 전리되고 격막(37)을 지나서, 전원부(50)로부터 전류가 인가된 제 1전극(34)과 제 2전극(36)에 의해서 전기분해를 일으킨다.

따라서, 나트륨이온, 칼슘이온, 칼륨이온, 마그네슘이온 등의 알칼리 이온은 제 2전극실(35)로 이동하고, 염소 이온, 황산 이온 등의 산성 이온은 제 1전극실(33)로 이동한다.

알칼리 이온을 함유한 전해환원수(W2)는 제 2배출로(43)에서, 산성 이온을 함유하는 산성수(W1)는 제 1배출로(41)에서 연속적으로 배출된다.

제 1배출로(41)를 거쳐 배출되는 제 1전극실(33)의 산성수(W1)는 세정이나 살균용수 등으로 사용되며, 제 2배출로(43)를 거쳐 배출되는 제 2전극실(35)의 전해환원수(W2)는 음료로 사용된다.

여기서, 제 1, 2공급로(42, 31), 제 1, 2배출로(41, 43) 및 전극실(30)의 구조는 설계자의 선택에 의해 임의의 위치에 형성될 수 있다.

전해조(30)는 내부가 다수의 격막(37)에 의해 인라인상으로 구획된 다수개의 전극실(33, 35)을 가지는 것으로, 원수(W0)와 전해질 수용액 및 생성되는 산성수(W1)와 전해환원수(W2)에 내성을 가지는 것이면 어느 것이나 가능하다.

예를 들면, 폴리염화비닐, 폴리프로필렌, 아크릴 수지 등의 유기 재료와 세라믹, 유리 등의 무기재료, 표면이 절연피막이 형성된 금속재 등으로 이루어질 수 있다.

그리고, 전해조(30)는 원수(W0)로부터 공급되는 물을 살균하거나 항균성을 높이기 위하여 나노실버로 코팅하거나 전해조(30) 제조를 위한 합성수지 성형시 은 나노 분말을 포함시켜 성형할 수도 있다.

전해조(30)의 내부 공간을 구획하는 격막(37)은 제 1전극실(33)과 제 2전극실(35)간 물의 이동을 차단하고 양이온 또는 음이온만을 통과시키는 것으로, 셀룰로오즈, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 불소 수지 등의 고분자 재료와 세라믹 등의 무기 재료 등으로 이루어진 필터 또는 기공이 있는 필름, 이온 교환 막 등이 이용될 수 있다.

제 1, 2전극실(33, 35)의 내부에 설치되는 제 1, 2전극(34, 36)은 금속, 합금, 금속 산화물 등으로 이루어진 판 부재에 도금 또는 코팅한 것과 소결 탄소 등의 도전성 재료를 이용할 수 있으며, 형상으로는 평판 타입(plate type), 메쉬 타입(mesh type), 섬유 타입(fiber type), 펀칭 플레이트 등으로 할 수 있다.

플러스전극이 인가되는 제 1전극(34)의 재질로서는 내 산성이 우수하고, 산화되기 어려운 재료, 예를 들면, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 베타형 이산화납(β-PbO₂), 아철산니켈(NiFe₂O₄) 등을 사용함이 바람직하다.

마이너스전극이 인가되는 제 2전극(36)의 재질로서는 내 알칼리성이 우수한 재료, 예를 들면, 백금, 팔라듐, 금, 탄소강, 스테인리스(stainless), 은(Ag), 구리(Cu), 그라파이트(Graphite), 유리질 탄소(Glassy Carbon) 등을 사용함이 바람직하다.

그리고, 제 1, 2전극(34, 36)은 티타늄(Ti)으로 이루어진 판 부재에 백금을 코팅하여 제작할 수도 있다.

또한, 제 1전극(34) 및 제 2전극(36)은 일정 크기로 구멍(예를 들어, 100개의 구멍)을 형성하여 이온교환 및 발생 되는 가스의 배출통로로 이용하고, 구멍의 크기를 작게 구현하여 제 1, 2전극(34, 36) 면적 전반에 골고루 분포시켜 목적하는 전해효율 및 산소발생을 극대화시키는 것이 바람직하다.

전해조(30)는 상술한 실시예에 한정되지 않고 전극실들을 가지며 전극 및 격막을 지지할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하고, 다수개의 분할된 성형플레이트를 이용하여 제작될 수도 있다.

유입되는 원수(W0)의 양을 측정하는 유량센서(46)는 통상적인 유량제어센서인 회전하는 임펠러(미도시)의 단위 체적당 유량을 환산하여 측정하는 유량센서가 이용될 수 있다.

유량센서(46)로 유입된 원수(W0)는 챔버에서 회전되도록 배치된 임펠러를 회전시키게 되며, 임펠러 회전에 의해 임펠러에 결합된 마그네틱부(미도시)의 회전이 이루어지며, 동시에 베이스에 결합 된 커버 상부의 홀 센서(미도시)가 마그네틱부의 회전수를 검출하여 회전수 및 유속에 따른 유량을 측정한다.

즉, 임펠러는 최소의 마찰저항값(마찰계수)를 유지한 채로 무게중심을 유지하게 되면, 미소한 량의 물이 입수되더라도 원활한 회전이 항상 유지되는 것이며, 이에 따라 센서의 측정이 안정적으로 이루어지게 되는 것이다.

본 발명에서는 임펠러의 크기를 작게하고 홀 센서와 마그네틱부을 각각 두 개씩 설치하여 회전수가 작더라도 출력 값이 누락되지 않도록 하였다.

PH센서(45)는 전해환원수(W2)의 PH(Potential of Hydrogen; 수소이온농도) 즉, 산성, 중성 및 알칼리성 정도를 측정한다.

PH 센서(45)는 오메가(Omega)사의 PHE78604 모델을 이용하며, 측정범위는 PH 0.00 ~ 14.00, 정격전압은 9볼트이다.

ORP센서(47)는 ORP(Oxidation Reduction Potential; 산화환원전위) 즉, 물이 산화수인지 또는 환원수인지를 측정한다.

ORP의 단위는 밀리볼트(mV)로 표시되며 (+)표시의 경우에는 상대를 산화시키고, 그 자체는 환원되는 반면, (-)표시의 경우에는 상대를 환원시키고 자신은 산화되는 것으로, 이 ORP의 수치가 커질수록 산화 환원을 행하는 힘이 강함을 나타낸다.

도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, PH 및 ORP의 수치 변화는 유량의 변화에 따라 차이가 현저하게 나타남을 알 수 있고, 출력전압을 가변하여 변화폭을 제어할 수 있다.

본 발명에서는 입수량의 범위를 정상유량상태, 저유량상태, 고유량상태로 세부적으로 구분하고 입수량을 항시 감시하여 입수량에 따라 해당하는 PH 수치 및 ORP 수치를 얻기 위한 출력전압을 자동제어 할 수 있도록 하였다.

즉, 유량의 변화에 따라 출력전압을 설정된 전압보다 가감하여 원하는 PH 및 ORP를 가지는 전해환원수(W2)가 생성되게 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전해환원수 생성장치를 이용하여 전해환원수를 생성하기 위해서는 먼저 기능설정부(85)를 이용하여 원수(W0)의 수량과 전 해환원수(W2)의 PH 및 ORP에 따른 인가전압의 대조기준 데이터를 미리 저장한다.

그리고, 기능설정부(85)를 이용하여 원하는 전해환원수(W2)의 PH 와 ORP를 설정한다.

그리고, 전해수 생성장치에 전원을 인가하면 통상의 교류전원이 전원부(50)를 통해 공급되고, 전원부(50)를 통해 공급되는 전원은 다시 정류부를 통해 통상적인 교류전원을 직류전원으로 변화시켜 출력전압 및 전류제어부(81)를 통해 정해진 전압으로 평균적인 전류가 제1, 2전극(34, 36)에 인가된다.

제 1, 2전극(34, 36)으로 출력전압 및 전류제어부(81)를 통해 전압 및 전류를 제어하여 공급하고, 이에 따라 전해조(30)에서 물을 전기분해하여 사용자가 설정하여 놓은 PH 및 ORP에 맞게 전해환원수(W2)를 생성한다.

이때, 제 1, 2공급부(42, 31)를 통하여 공급되는 원수(W0)의 공급이 불안정하게 가변되는 경우 제 1, 2전극실(33, 35)로부터 생성되는 전해환원수(W2)의 PH 및 ORP가 변하게 되는데, 출력전압 및 전류제어부(81)에 의해 제 1, 2전극(34, 36)에 인가되는 전압 및 전류를 제어하여 설정된 PH 및 ORP에 따라 전해환원수(W2)의 PH 및 ORP를 균일하게 제어할 수 있다.

즉, 유량센서(46)에 의해 전해조(30)로 입수되는 원수(W0)의 양을 측정하고, PH 센서(45)와 ORP 센서(47)에 의해 제 2배출로(43)로 배출되는 전해환원수(W2)의 PH 및 ORP를 측정하고, 측정된 신호는 플래쉬 메모리로 구성된 데이터 수집부(73)로 수집된다.

그리고, 데이터 수집부(73)에 수집된 데이터는 데이터 저장부(75)에 저장된 유량 또는 PH 및 ORP와 비교하고, 비교한 데이터를 중앙제어부(71)로 보낸다.

비교한 데이터를 근거하여 전해환원수(W2)의 PH 및 ORP가 설정한 PH 및 ORP와 차이가 있으면, 중앙제어부(71)에서는 성능조정부(77)를 거쳐 원하는 PH 및 ORP의 전해환원수(W2)가 배출되도록 출력전압 및 전류제어부(81)를 제어한다.

출력전압 및 전류제어부(81)는 전원부(50)를 통해 제 1, 2전극(34, 36)에 인가되는 전압 및 전류를 가변시켜 제 1, 2전극(34, 36)에 가하여지는 전계강도를 조정함으로써 전해수의 PH 및 ORP가 일정하도록 조정하게 된다.

한편, 각 센서의 측정 데이터 및 제어대상이 될 각 조정수단의 제어상태는 디스플레이(87)에 표시되어 용이하게 확인된다.

이와 같은 방법으로 본 발명에 따른 전해환원수 생성장치는 전해환원수(W2)의 PH 및 ORP를 원수(W0)의 입수량에 관계없이 일정하게 유지할 수 있다.

예를 들면, 도 4와 도 5에 나타낸 바와 같이, 원수(W0)가 정상유량으로 입수될 때, PH는 9, ORP는 -140밀리볼트의 전해환원수(W2)를 얻고자 한다면 전원부(50)로부터 제 1, 2전극(34, 36)에 인가하는 전압은 약 8.87볼트가 된다.

그러나, 원수(W0)의 수압이 변하여 고유량으로 입수되면, 배출되어지는 전해환원수(W2)의 PH는 약 8로 변화되고, ORP는 -60밀리볼트로 변하게 된다.

데이터 수집부(73)는 측정신호를 근거로 데이터 저장부(75)에 저장된 설정치와 비교한다.

따라서, 인가전압을 약 18.83볼트로 상승시키면, PH는 약 9로, ORP는 약 -140밀리볼트로 원래 설정한 범위로 유지된다.

마찬가지로, 원수(W0)가 저유량으로 입수되면, PH는 10으로 변하게 되고, ORP는 -180밀리볼트로 변하게 되므로 얻고자 하는 전해환원수(W2)가 생성되지 않는다.

따라서, 인가전압을 약 5볼트로 하강시키면, PH는 약 9로, ORP는 약 -140밀리볼트로 원래 설정한 범위를 유지한다.

제 2배출로(43)를 통해 배출되는 전해환원수(W2)의 상태를 파악하기 위하여 PH 및 ORP 농도가 자동으로 디스플레이(87)에 표시되며, 전해환원수(W2)의 종류에 따라 디스플레이(87)에 표시되는 백라이트의 색깔이 다르게 표시된다.

따라서, 전해환원수(W2)의 PH가 6.5이하이면 산성을 나타내는 적색의 백라이트가 표시되며, PH가 6.6 ~ 7.5이면 중성을 나타내는 청색의 백라이트가 표시되며, PH가 7.6이상이면 알칼리성을 나타내는 녹색의 백라이트가 표시된다.

백라이트의 LED 조합에 따라 풀컬러로 실현할 수 있으며, 이는 본 분야의 LED를 이용한 액정디스플레이의 풀컬러 실현 기술을 활용하는 것이어서 구체적 설명은 생략한다.

보이스칩을 이용하여 산성, 중성, 알칼리성에 따라 다른 음성이 출력되도록 하여 사용자가 쉽게 전해환원수(W2)의 상태를 인식하게 할 수도 있다.

이상 본 발명에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 다라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전해환원수 생성장치에 의하면, 전해환원수의 PH 및 ORP를 물이 기계에서 배출될 때 측정하고, 사용자가 원하는 PH 및 ORP의 전해환원수가 배출되도록 자동으로 전압 및 전류를 제어하여 일정한 PH 및 ORP 수치의 물이 배출될 수 있다.

그리고, 전해환원수의 PH 및 ORP의 측정치가 산성, 중성, 알칼리성에 따라서 다른 색깔로 기계에 디스플레이 되도록 하여 소비자도 충분히 물의 상태를 파악할 수 있는 효과가 얻어진다.

Claims (5)

1. 이온분리 격막으로 분할된 적어도 한 개의 제 1전극실과 제 2전극실에 각각 제 1전극과 제 2전극을 설치한 전해조;

   상기 제 1전극과 제 2전극에 연결되며 입력되는 교류전원을 정류기로 정류한 뒤 평활화시켜 얻어진 직류전원을 인가하여 전기분해를 통해 산성수 및 전해환원수가 생성되도록 전원을 공급하는 전원부;

   상기 제 2전극실에 연통되며 전기분해에 의해 발생 된 수소가스 및 전해환원수를 배출하기 위한 제 2배출로;

   상기 전해조의 제 2배출로에 설치되며 상기 전해환원수의 PH 및 ORP를 측정하는 PH 센서부 및 ORP 센서부;

   필터의 일측에 연결되어 원수를 연속적으로 공급하는 제 1공급로;

   상기 필터의 타측에 연결되어 상기 전해조로 원수를 연속적으로 공급하는 제 2공급로;

   상기 제 2공급로에 설치되며 전해조로 유입되는 원수의 양을 측정하는 유량센서부;

   상기 PH 센서부 및 ORP 센서부에 연결되어 전해환원수의 상태를 나타내는 디스플레이;

   상기 유량센서부, PH센서부 및 ORP센서부에서 측정된 값에 따라 제 상기 1전극과 제 2전극에 인가되는 전압 및 전류를 가변시켜 PH 및 ORP가 일정 범위 내에서 유지되도록 정해진 전압으로 평균전류를 제어하는 출력전압 및 전류제어부;

   상기 유량센서부, PH 센서부 및 ORP 센서부로부터 측정신호를 받아서 상기 출력전압 및 전류제어부를 제어하며 전해환원수의 PH 및 ORP를 상기 디스플레이로 표시되게 하는 중앙제어부

   가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 전해환원수 생성장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 중앙제어부와 출력전압 및 전류제어부에 연결된 노이즈 방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해환원수 생성장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 노이즈 방지부는 코어를 이용한 커먼노이즈 방지부 또는 콘덴서를 이용한 노말노이즈 방지부인 것을 특징으로 하는 전해환원수 생성장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 디스플레이에는 산성, 중성, 알칼리성에 따라 색깔이 구별되게 표시되는 것을 특징으로 하는 전해환원수 생성장치.
5. 제 4항에 있어서,

   사용자가 원하는 수치의 PH 및 ORP에 해당되는 전해환원수를 얻기 위해 사용 자가 직접 PH와 ORP의 범위를 입력시키는 기능 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해환원수 생성장치.

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