KR20110003631U - 이온수 생성장치 - Google Patents

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KR20110003631U KR2020090013048U KR20090013048U KR20110003631U KR 20110003631 U KR20110003631 U KR 20110003631U KR 2020090013048 U KR2020090013048 U KR 2020090013048U KR 20090013048 U KR20090013048 U KR 20090013048U KR 20110003631 U KR20110003631 U KR 20110003631U
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Abstract

본 고안은 유로를 통과하는 이온수의 극성을 전환하여 유로에 이물질이 끼지 않도록 함과 동시에 유출되는 이온수의 pH를 일정하게 유지할 수 있는 이온수 생성장치에 관한 것으로서, 본 고안에 의한 이온수 생성장치는, 전해조와, 산성수유입구와, 알카리수 유입구와, 산성수 및 알카리수의 유로를 형성하고 전환하는 유로전환부와, 구동모터와, 산성수 출수구와, 알카리수 출수구를 포함하여 구성되며, 유로전환부는 유로전환밸브본체와, 상기 유로전환밸브를 둘러싸는 하우징을 구비하며, 상기 유로전환밸브본체의 외주 일측에는 제 1 유로홈과 제 2 유로홈이 형성되어 있으며, 상기 하우징에는 제 1 유로홀과 제 2 유로홀이 형성되어 있으며, 제 1 유로홀은 상기 제 2 유로홀보다 크게 형성되어 있고, 상기 제 1 유로홈 및 제 1 유로홀은 산성수 토출구에 연통되고 상기 제 2 유로홈 및 제 2 유로홀은 알카리수 토출구에 연통되도록 형성되어 있으며, 상기 전해조의 세정을 위한 역전극의 인가시에는 상기 제 1 유로홈 및 제 1 유로홀은 알카리수 토출구에 연통되고 상기 제 2 유로홈 및 제 2 유로홀은 산성수 토출구에 연통되도록 회전되도록 구성되어, 전기분해에 의해 생성되는 이온수의 유량에 따라 유량이 많은 산성수측에는 큰 유로홈을 가지는 유로를 형성하고 유량이 적은 알카리수측에는 작은 유로홈을 가지는 유로를 형성하여 출수되는 이온수의 유량의 흐름이 방해받지 않도록 구성함과 동시에, 극성을 전환시키더라도 이온수의 농도를 일정하게 유지할 수 있다.

Description

이온수 생성장치{WATER IONIZER}
본 고안은 이온수 생성장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유로를 통과하는 이온수의 극성을 전환하여 유로에 이물질이 끼지 않도록 함과 동시에 유출되는 이온수의 pH를 일정하게 유지할 수 있는 이온수 생성장치에 관한 것이다.
일반적으로, 식수는 무색, 무취 상태의 냉수로서 각종 중금속과 유해물질 및 세균 등이 없고 적당량의 미네랄이 함유된 물로서, 그 물속에는 약알칼리성의 Ca+, Na+ 등이 함유된 생수가 이상적인 것으로 알려져 있다.
이를 위해서 물을 전기분해하여 (+) 이온의 무기질이 포함되는 음용수인 알칼리수와 (-)이온의 비음용수인 산성수로 분리배출하도록 하는 전해조를 포함하여 구성되는 이온수 생성장치가 널리 사용되고 있으며 최근에는 정수기능과 전해 이온수기 기능을 모두 갖추어, 먼저 정수부를 통과시켜 정수가 이루어진 물을 전해조를 통과시켜 수전부로 출수되도록 구성된 이온수기가 널리 사용되고 있다.
이온수기의 일반적인 구성은 원수를 입수시켜 여과 정수하기 위한 필터가 구비된 정수부와 정수된 물은 전기분해하여 알칼리수와 산성수로 분리하는 전해조, 구동모터 등으로 구성된다.
상기 전해조는 양측에 플러스전극판과 마이너스전극판이 구비되고, 양극판 사이에 격막을 구비하여 전원이 인가되면 원수중에 존해하는 칼슘, 마그네슘 칼륨 등의 미네랄 영양분의 플러스 이온은 음극판에 달라붙고, 염소, 황산, 유황 등의 마이너스 이온은 양극판에 달라붙는다.
이와 동시에 양극에서는 음극측의 수산이온(OH-)을 받아 산소분자(O2)로 되어 공기중에 날아가 버리기 때문에 수산이온(0H-)이 증가하여 물은 산성이 된다. 한편, 음극에서는 양극측의 수소이온(H+)을 받아 수소분자(2H)로 되어 공기중에 날아가 버리지만 수소분자량이 많아 활성수소이온이 증가되어 물은 알칼리성으로 된다.
이와 같은 과정을 통하여 음극측의 물은 미네랄영양분을 많이 포함한 알칼리성의 음용수로 되고 양극측의 산성수는 허드렛물로 사용되며, 알칼리수 출수구를 통하여는 음용수가, 산성수 출수구로는 비음용수가 출수되게 되는 것이다.
이렇게 이온수를 얻게 되는 전기분해 과정에 있어서, 음극실에 있어서는 장 기간 전기분해에 의한 음극의 칼슘, 마그네슘등의 스케일 고착 때문에 전해 전류가 감소되는 현상이 발생되며, 이러한 경우 전기분해가 충분히 이루어지지 않게 된다.
이러한 음극측의 스케일 생성은 이온수 생성과정에서 반드시 생기는 것이므로 상기 스케일에 의한 이온화의 저하를 방지하기 위하여는 주기적으로 음극과 양극을 반전시켜 어느 한쪽에 스케일이 고착되는 것을 방지시켜 줄 필요가 있다.
그러나 이러한 기술은 출수유로가 서로 바뀌어 알칼리수출수구를 통하여 산 성수가, 산성수출수구를 통하여 알칼리수가 출수되게 됨으로써 사용자에게 혼란을 주게 된다고 하는 문제점이 있었다.
또한, 이온수를 얻게 되는 전기분해 과정에서, 산성수의 생성은 알카리수의 생성에 비해 2배 이상의 유량을 형성하게 되고, 따라서 동일한 크기의 유로를 생성하는 경우 계속해서 생성되는 산성수 및 알카리수의 유량의 흐름이 원활하게 형성되지 않게 된다고 하는 문제점이 있었다.
또한, 유량의 흐름이 방해를 받게 되는 경우, 적체된 이온수의 농도가 변하게 되어 사용자가 원하는 최적의 농도의 이온수를 얻기 힘들다고 하는 문제점이 있었다.
본 고안은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 주기적으로 음극과 양극을 전환시켜 전기분해에 의한 스케일이 형성되지 않도록 하면서도 출수되는 이온수의 유로는 일정하게 유지할 수 있는 이온수 생성장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 고안은 전기분해에 의해 생성되는 이온수의 유량에 따라 유로의 크기를 변경하여 출수되는 이온수의 유량의 흐름이 방해받지 않도록 구성함과 동시에 이온수의 농도를 일정하게 유지할 수 있는 이온수 생성장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 의한 이온수 생성장치는, 격벽에 의해 분리된 양극과 음극이 배치된 다수의 전극판과, 원수유입구를 가지는 전해조와, 상기 전해조에서 전기분해되어 생성된 산성수가 토출되는 산성수유입구와, 상기 전해조에서 전기분해되어 생성된 알카리수가 토출되는 알카리수 유입구와, 상기 산성수 유입구와 상기 알카리수 유입구에 연결되어 유입되는 산성수 및 알카리수의 유로를 형성하고 전환하는 유로전환부와, 상기 유로전환부에 연결되어 상기 유로전환부를 회전시키는 구동모터와, 상기 유로전환부에 연결되어 산성수가 토출되는 산성수 출수구와, 상기 유로전환부에 연결되어 알카리수가 토출되는 알카리수 출수구 를 포함하여 구성되며,
상기 유로전환부는 상기 구동모터에 연결되어 상기 구동모터의 구동에 의해 회동하는 유로전환밸브본체와, 상기 유로전환밸브를 둘러싸는 하우징을 구비하며, 상기 유로전환밸브본체의 외주 일측에는 제 1 유로홈이 형성되어 있고, 상기 제 1 유로홈에 대향하는 측에는 제 2 유로홈이 형성되어 있으며, 상기 하우징에는 상기 제 1 유로홈에 상응하는 제 1 유로홀이 형성되어 있고 상기 제 2 유로홈에 상응하는 제 2 유로홀이 형성되어 있으며, 제 1 유로홀은 상기 제 2 유로홀보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 유로홈 및 제 1 유로홀은 산성수 유입구측에 형성되어 있고, 상기 제 2 유로홈 및 상기 제 2 유로홀은 알카리수 유입구측에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 유로홈 및 제 1 유로홀은 산성수 토출구에 연통되고 상기 제 2 유로홈 및 제 2 유로홀은 알카리수 토출구에 연통되도록 형성되어 있으며, 상기 전해조의 세정을 위한 역전극의 인가시에는 상기 제 1 유로홈 및 제 1 유로홀은 알카리수 토출구에 연통되고 상기 제 2 유로홈 및 제 2 유로홀은 산성수 토출구에 연통되도록 회전되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 알카리수 출수구의 하류측에는 솔레노이드밸브가 설치되어 있고, 상기 솔레노이드밸브의 개폐에 의해 토출되는 알카리수의 농도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 유로전환부는 상기 유로전환밸브와 상기 하우징을 수용하는 케 이스를 더욱 구비하며, 상기 케이스의 내측 바닥면에는 돌출되어 형성되어 상기 구동모터에 연결된 샤프트가 일정위치를 벗어나 회전하지 않도록 제어하는 스토퍼 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이온수 생성장치.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 이온수 생성장치에 의하면, 주기적으로 음극과 양극을 전환시켜 전기분해에 의한 스케일이 형성되지 않도록 하면서도 출수되는 이온수의 유로는 일정하게 유지할 수 있어 사용자로 하여금 혼란을 발생시킬 염려가 없다.
또한, 본 고안에 의하면, 전기분해에 의해 생성되는 이온수의 유량에 따라 유량이 많은 산성수측에는 큰 유로홈을 가지는 유로를 형성하고 유량이 적은 알카리수측에는 작은 유로홈을 가지는 유로를 형성하여 출수되는 이온수의 유량의 흐름이 방해받지 않도록 구성함과 동시에, 극성을 전환시키더라도 이온수의 농도를 일정하게 유지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 의한 이온수 생성장치에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.
도 1은 본 고안에 의한 이온수 생성장치의 사시도, 도 2는 단면도, 도 3은 평면도, 도 4는 구동모터와 토출구와 유로전환부를 나타내는 사시도, 도 5는 유로전환부를 나타내는 사시도, 도 6은 유로전환밸브본체를 나타내는 도면, 도 7a 및 도 7b는 일반적인 사용상태와 세정을 위한 역전극 인가시의 유로전환밸브의 회전을 나타내는 도면, 도 8은 유로전환부의 단면도, 도 9는 구동모터를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 고안에 의한 이온수 생성장치(1)는 전해조(10)와, 유로전환부(20)와, 구동모터(50)를 구비한다.
상기 전해조(10)는 다수의 전극판(11)과, 하부전극커버(12)와, 상부전극커버(13)와, 원수유입구(14)를 구비한다.
상기 다수의 전극판(11)의 각각에는 양극과 음극이 배치되어 있고, 상기 양극과 음극은 격벽에 의해 분리되어 있다. 상기 다수의 전극판(11)의 각각에는 O-링이 배치되어, 상기 전극판을 밀실하게 유지하도록 구성된다.
상기 다수의 전극판(11)의 상하부에는 각각 상부전극커버(13)와 하부전극커버(12)가 배치되어 상기 다수의 전극판(11)을 보호하도록 구성되어 있다. 상기 상부전극커버(13)의 일측에는 다수의 홀이 형성되어 있고, 상기 다수의 홀에는 정수부(도시하지 않음)를 통해 정수된 원수가 유입되는 원수유입구(14)가 연결된다.
상기 원수유입구(14)에 대향되는 측에는 상기 다수의 전극판(11)을 거쳐 전기분해된 양극측의 물이 토출되는 산성수 유입구(30)와, 음극측의 물이 토출되는 알카리수 유입구(40)가 상기 전해조(10)에 연결되어 있다.
상기 산성수 유입구(30)와 상기 알카리수 유입구(40)의 각각의 타측은 상기 유로전환부(20)에 연결되어 있고, 상기 산성수 유입구(30) 및 상기 알카리수 유입구(40)에 직교하는 방향으로는 산성수 토출구(51) 및 알카리수 토출구(52)가 배치되어 있다.
상기 유로전환부(20)는 브라켓(21)과, 케이스(22)와, 유로전환밸브본체(23)와 하우징(24)을 구비한다.
상기 케이스(22)는 상기 전해조(10)의 상기 상부전극커버(13)에 고정 설치되어 있고, 상기 케이스의 외주면에는 다수의 홀이 형성되어 상기 다수의 홀에는 상기 산성수 유입구(30), 알카리수 유입구(40), 산성수토출구(51), 알카리수 토출구(52)가 각각 연결되어 유입/토출되는 이온수가 연통할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 케이스(22)의 상부에는 상기 브라켓(21)이 설치되어 있고, 상기 브라켓(21)의 상부에는 후술하는 구동모터(51)가 고정설치되어 있다.
상기 케이스(22)의 내측 바닥에는 돌출되어 형성된 스토퍼 돌기(22a)를 형성하여, 후술하는 구동모터(50)의 구동에 의해 회전되는 샤프트(50a)가 일정위치에서 벗어나지 않도록 구성할 수 있다.
상기 케이스(22)의 내측에는 상기 유로전환밸브본체(23)와 상기 하우징(24)이 수용된다.
상기 유로전환밸브본체(23)는 대략 원통형상으로 형성되어 있고, 중앙에는 관통홀이 형성되어 상기 관통홀에 상기 구동모터(50)의 상기 샤프트(50a)가 삽입된 다. 상기 유로전환밸브본체(23)의 중앙부분 외주면에는 돌기(23c)가 형성되어 있고, 상기 돌기(23c)는 상기 하우징(24)의 내측벽에 형성된 홈(24c)에 끼워 맞추어져 상기 유로전환밸브본체(23)와 상기 하우징(24)이 일체로 회전할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 유로전환밸브본체(23)의 외주면 일측에는 외주면을 따라 기다랗게 형성된 제 1 유로홈(23a)이 형성되어 있고, 상기 제 1 유로홈(23a)에 대향하는 측에는 제 2 유로홈(23b)이 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 제 1 유로홈(23a)은 상기 제 2 유로홈(23b)과 대략 동일한 크기로 형성된 것을 예로 하였으나, 후술하는 하우징의 유로홀의 크기에 상응하여 상기 제 1 유로홈(23a)이 상기 제 2 유로홈(23b)보다 깊고 높게 형성되도록 구성할 수 있다.
상기 유로전환밸브본체(23)의 상기 유로홈(23a, 23b)이 형성된 부분에는 상기 유로전환밸브본체(23)를 둘러싸는 하우징(24)이 설치된다.
상기 하우징(24)에는 상기 제 1 유로홈에 상응하는 위치에 제 1 유로홀(24a)이 형성되어 있고 상기 제 2 유로홈에 상응하는 제 2 유로홀(24b)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 유로홀(24a)은 상기 제 2 유로홀(24b)보다 크게, 즉 상기 제 2 유로홀(24b)의 높이보다 높게 형성되어 있다.
또한, 상기 하우징(24)의 내측벽에는 홈(24c)이 형성되어 상기 돌기(23c)가 삽입되도록 구성되어 있다.
상기 유로전환밸브본체(23)의 상부에는 상기 브라켓(21)을 통하여 상기 구동 모터(50)가 설치된다. 본 실시예에 있어서, 상기 구동모터(50)는 DC모터, 예를 들면 BLDC모터로 구성함으로써, 구동회로의 센서 신호각대 전류 단속시기의 시간, 즉 위상차를 가변 하는것 만으로 속도와 토크를 간단하게 조절 할 수가 있다. 상기 구동모터(50)의 하부에는 샤프트(50a)가 연결되어 있고, 상기 샤프트(50a)는 상기 유로전환밸브본체(23)에 형성된 관통홀에 삽입되어 상기 유로전환밸브본체(23)를 회전구동시킨다.
한편, 상기 제 1 유로홈(23a) 및 제 1 유로홀(24a)은 상기 산성수 유입구(30)측에 형성되어 있고, 상기 제 2 유로홈(24a) 및 상기 제 2 유로홀(24b)은 상기 알카리수 유입구측(40)에 형성되어 있다.
통상적인 사용상태일 때에는 상기 제 1 유로홈 및 제 1 유로홀은 상기 산성수 토출구(51)에 연통되고 상기 제 2 유로홈 및 제 2 유로홀은 알카리수 토출구(52)에 연통되도록 형성되어 있다.
상술한 바와 같이, 음극측의 스케일 생성은 이온수 생성과정에서 반드시 생기는 것이므로 상기 스케일에 의한 이온화의 저하를 방지하기 위하여는 주기적으로 음극과 양극을 반전시켜 어느 한쪽에 스케일이 고착되는 것을 방지시켜 줄 필요가 있는 바, 상기 전해조의 세정을 위한 역전극의 인가시에는 상기 구동모터(50)를 구동하여 상기 유로전환밸브본체(23) 및 상기 하우징(24)의 상기 제 1 유로홈(23a) 및 제 1 유로홀(24a)은 알카리수 토출구(52)에 연통되고 상기 제 2 유로홈(23b) 및 제 2 유로홀(24b)은 산성수 토출구(51)에 연통되도록 회전시킨다.
이로써, 주기적으로 음극과 양극을 전환시켜 전기분해에 의한 스케일이 형성되지 않도록 하면서도 출수되는 이온수의 유로는 일정하게 유지할 수 있어 사용자로 하여금 혼란을 발생시킬 염려가 없고, 유로의 크기를 다르게 형성하고 역전극의 인가를 하더라도 토출되는 이온수의 농도변화를 염려할 필요가 없게 된다.
한편, 음용수로 사용되는 알카리수의 농도는 최적의 농도로 유지하는 것이 바람직하지만, 사용상태 또는 사용자의 요구에 따라서 농도를 변화시킬 필요가 있다. 이러한 이온수의 농도를 변화시키기 위해서, 인가되는 전압의 세기를 조정하여 농도를 조절하는 것은 농도조절에 소요되는 에너지가 많이 필요하기 때문에 비용이 많이 든다고 하는 문제점이 있다.
이온수의 농도를 조절하는 또 다른 방법으로는 이온수의 유량을 제어하는 방법이 있다. 본 실시예에 있어서는, 상기 알카리수 출수구(52)의 하류측에는 솔레노이드밸브(53)를 설치하고, 사용자가 원하는 농도에 맞추어 일정시간이 경과된 후에 상기 솔레노이드밸브(53)를 개방하도록 구성함으로써, 상기 제 2 유로홈 및 상기 제 2 유로홀 등으로 구성된 공간에 수용되는 시간을 늘리거나 줄임으로써 공간에 수용된 알카리수의 농도를 사용자가 원하는 농도로 조절할 수 있도록 구성할 수 있다.
본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용 이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.
도 1은 본 고안에 의한 이온수 생성장치의 사시도이다.
도 2는 본 고안에 의한 이온수 생성장치의 단면도이다.
도 3은 본 고안에 의한 이온수 생성장치의 평면도이다.
도 4는 본 고안에 의한 이온수 생성장치의 구동모터와 토출구와 유로전환부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 고안에 의한 이온수 생성장치의 유로전환부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 고안에 의한 이온수 생성장치의 유로전환밸브본체를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 일반적인 사용상태와 세정을 위한 역전극 인가시의 유로전환밸브의 회전을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 고안에 의한 이온수 생성장치의 유로전환부의 단면도이다.
도 9는 본 고안에 의한 이온수 생성장치의 구동모터를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 이온수 생성장치
10 : 전해조 20 : 유로전환부
30 : 산성수 유입구 40 : 알카리수 유입구
50 : 구동모터

Claims (5)

  1. 다수의 전극판과 원수유입구를 가지는 전해조와, 상기 전해조에서 전기분해되어 생성된 산성수가 토출되는 산성수유입구와, 상기 전해조에서 전기분해되어 생성된 알카리수가 토출되는 알카리수 유입구와, 상기 산성수 유입구와 상기 알카리수 유입구에 연결되어 유입되는 산성수 및 알카리수의 유로를 형성하고 전환하는 유로전환부와, 상기 유로전환부에 연결되어 상기 유로전환부를 회전시키는 구동모터와, 상기 유로전환부에 연결되어 산성수가 토출되는 산성수 출수구와, 상기 유로전환부에 연결되어 알카리수가 토출되는 알카리수 출수구를 포함하여 구성되며,
    상기 유로전환부는,
    상기 구동모터에 연결되어 상기 구동모터의 구동에 의해 회동하는 유로전환밸브본체와,
    상기 유로전환밸브를 둘러싸는 하우징을 구비하며,
    상기 유로전환밸브본체의 외주 일측에는 제 1 유로홈이 형성되어 있고, 상기 제 1 유로홈에 대향하는 측에는 제 2 유로홈이 형성되어 있으며, 상기 하우징에는 상기 제 1 유로홈에 상응하는 위치에 제 1 유로홀이 형성되어 있고 상기 제 2 유로홈에 상응하는 위치에 제 2 유로홀이 형성되어 있으며,
    상기 제 1 유로홀은 상기 제 2 유로홀보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이온수 생성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유로홈 및 제 1 유로홀은 산성수 유입구측에 형성되어 있고,
    상기 제 2 유로홈 및 상기 제 2 유로홀은 알카리수 유입구측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이온수 생성장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 유로홈 및 제 1 유로홀은 산성수 토출구에 연통되고 상기 제 2 유로홈 및 제 2 유로홀은 알카리수 토출구에 연통되도록 형성되어 있으며,
    상기 전해조의 세정을 위한 역전극의 인가시에는 상기 제 1 유로홈 및 제 1 유로홀은 알카리수 토출구에 연통되고 상기 제 2 유로홈 및 제 2 유로홀은 산성수 토출구에 연통되도록 회전되는 것을 특징으로 하는 이온수 생성장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 알카리수 출수구의 하류측에는 솔레노이드밸브가 설치되어 있고,
    상기 솔레노이드밸브의 개폐에 의해 토출되는 알카리수의 농도를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 이온수 생성장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유로전환부는 상기 유로전환밸브와 상기 하우징을 수용하는 케이스를 더욱 구비하며,
    상기 케이스의 내측 바닥면에는 돌출되어 형성되어 상기 구동모터에 연결된 샤프트가 일정위치를 벗어나 회전하지 않도록 제어하는 스토퍼 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이온수 생성장치.
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