KR20170046955A - 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기 및 그것의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기 및 그것의 제어 방법은, 원수에 포함된 불순물을 제거하는 여과조와, 전기분해 원리를 이용하여 여과조를 통과하여 내부로 유입된 물속에 함유된 석회 성분을 전극판에 침적시켜 제거하는 제1 전해조와, 전기분해 원리를 이용하여 제1 전해조를 통과한 물을 알칼리수와 산성수로 분리하여 출수하는 제2 전해조와, 상기 여과조를 바이패스하는 구조로 상기 원수 공급부와 제1 전해조 사이에 연결되어 상기 제1 전해조 내에 침적된 석회를 포함한 스케일을 제거할 수 있도록 상기 제1 전해조에 유기산이 함유된 물을 제공하는 세정수 공급장치를 포함하여 구성됨으로써, 물속에 포함되어 있는 석회 성분을 효과적으로 제거할 수 있고, 전해조의 세정 작업이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하여 기기의 성능 및 신뢰성을 높일 수 있게 된다.
Description
본 발명은 물을 전기분해하여 알칼리수와 산성수로 분리하여 출수하는 이온수기에 관한 것이다.
일반적으로, 자연상태의 물은 공기나 토양, 암반 등과 접촉하는 과정에서 칼슘, 마그네슘, 철분 등 여러 가지 물질이 녹아 있는데, 산업화 등으로 인한 환경오염으로 각종 유해물질까지 물에 포함되면서, 우리주변에 존재하는 자연상태의 물은 식수로 부적합한 경우가 대부분이다.
물속에 섞여 있는 각종 유해물질은 그 크기가 통상 물분자보다 크기 때문에 적당한 크기의 구멍을 가진 필터를 이용하면 대부분 제거가 가능하며, 필터를 이용한 정수기에는 활성탄 필터, 한외 여과막 필터, 나노 필터, 역삼투막 필터 등이 많이 사용되고 있다.
최근에는 각종 유해물질을 제거하는 정수기 이용에서 한 단계 발전하여 물을 전기분해하여 알칼리수 등을 제공하는 이온수기의 보급이 확대되고 있다.
이온수기는 물을 전기분해하여 이온화시키는 기기로서, 일반적인 원리는 음극과 양극 사이에 격막을 설치된 전해조 내에 물을 넣고 직류 전기를 흘려 물을 전기분해하는 기기이다. 이때, 음극 쪽에는 칼슘이온, 마그네슘이온, 칼륨이온, 나트륨이온 등 알칼리성 이온 등이 모여 알칼리수가 생성된다. 양극에는 염화이온, 황이온 등 산성이온이 모여 산성수가 생성된다.
한편, 유럽, 중국 및 미주 지역 등 석회질이 많은 지역의 경우에는 물속에 석회 성분이 많이 함유되어 있는데, 종래의 정수기, 이온수기는 석회 성분을 효과적으로 제거하고 있지 못한 실정이다.
정수기의 경우에는 석회 성분을 제거하는 필터를 통해 물을 정화하고 있으나 석회 제거 성능이 현저히 떨어지고, 이온수기의 경우에는 석회 성분으로 인하여 산성도가 낮게 나오는 실정이다. 이는 석회 성분이 전극판에 흡착됨에 따라 물의 전기분해 능력이 저하되어 산성도 및 알칼리도가 낮게 나오게 되어, 결국 이온수기의 성능이 저하되는 결과를 초래하게 된다.
전해조의 전극판에 침적된 석회질을 제거하기 위해 전기를 역으로 걸어주는 방법을 이용해 주기적으로 침적된 석회질을 세정하는 방법도 사용하고 있으나, 이러한 방법만으로 전해조 내에 침적된 석회질 찌꺼기를 원활하게 제거할 수 없는 등 보다 높은 성능을 갖는 이온수기를 구현하는 데는 한계가 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 석회 성분을 제거하는 전처리 전해조를 구성하여 물속에 포함되어 있는 석회 성분을 효과적으로 제거할 수 있도록 구성함으로써, 석회질이 많은 지역에서도 기능이 저하되는 문제를 최소화하여, 기기의 신뢰성을 높일 수 있는 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기 및 그것의 제어 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전처리 전해조에 침적된 석회 물질 등을 효과적으로 세정하여 배출할 수 있도록 구성함으로써 전해조의 세정 작업이 보다 용이하게 이루어질 수 있음은 물론 석회 성분 등이 전해조 내에 침적되어 기능이 저하되는 현상을 방지할 수 있는 등 기기의 신뢰성을 높일 수 있는 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기 및 그것의 제어 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기는, 원수 공급부로부터 제공된 원수가 통과할 때 원수에 포함된 불순물을 제거하도록 하나 이상의 필터부재가 구비된 여과조와; 상기 여과조와 연결되고, 전기분해 원리를 이용하여 상기 여과조를 통과하여 내부로 유입된 물속에 함유된 석회 성분을 전극판에 침적시켜 제거하는 제1 전해조와; 상기 제1 전해조와 연결되고, 전기분해 원리를 이용하여 제1 전해조를 통과한 물을 알칼리수와 산성수로 분리하여 출수하는 제2 전해조를 포함한 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.
또한, 본 발명은 상기 여과조를 바이패스하는 구조로 상기 원수 공급부와 제1 전해조 사이에 연결되어, 상기 제1 전해조 내에 침적된 석회를 포함한 스케일을 제거할 수 있도록 상기 제1 전해조에 유기산이 함유된 물을 제공하는 세정수 공급장치와; 상기 원수 공급부로부터 상기 여과조 및 상기 세정수 공급장치로 연결되는 유로 상에 구비되어 상기 여과조와 세정수 공급장치 중 어느 한쪽으로만 원수를 공급하도록 하는 밸브 장치를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 전해조와 상기 제2 전해조를 연결하는 유로는 상기 제1 전해조 내에서 알칼리수와 산성수로 분리된 물이 다시 합쳐진 상태로 상기 제2 전해조로 공급될 수 있도록 단일 유로로 연결되는 것이 바람직하다.
상기 제1 전해조와 상기 제2 전해조 사이의 유로 상에는 배출 유로가 분기되고, 이 배출 유로가 분기되는 지점에는 배출 유로를 개폐하는 유로전환장치가 구비되는 것이 바람직하다.
다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기의 제어 방법은, 상기 원수 공급부로부터 공급된 물이 여과조를 통과하면서 이물질이 제거되는 제1 단계와; 상기 제1 단계를 거친 물이 제1 전해조를 통과하면서 전기분해되어 이온화되는 동시에 석회 성분을 포함한 침적물질이 전극판에 침적되어 제거되는 제2 단계와; 상기 제2 단계를 거친 물이 제2 전해조를 통과하면서 다시 전기분해되어 이온화되어 알칼리수와 산성수로 분리되어 외부로 각각 출수되는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.
제3단계 후에, 상기 원수 공급부로부터 여과조로의 원수 공급이 중단되면, 상기 유로전환장치가 작동되면서 배출 유로를 개방하고, 동시에 제1 전해조 및 제2 전해조의 전극판에 인가되는 전원을 반대로 제공하여, 제1 전해조 및 제2 전해조 내부의 물과 함께 전극판에서 분리된 침적물질을 배출 유로를 통해 외부로 배출하는 제4단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1 전해조 및 제2 전해조에 침적이 된 석회 성분을 포함한 이물질을 제거하기 위한 세정 방법으로서, 여과조로 공급되는 원수는 차단하고 세정수 공급장치로 원수를 공급하여 유기산 필터를 통과시키면서 원수에 유기산을 함유시키는 유기산 함유 단계와; 상기 제1 전해조의 전극판에 인가되는 전원을 반대로 제공하는 동시에 상기 유기산 함유 단계를 거쳐 유기산이 함유된 물을 제1 전해조 내에 공급하여, 제1 전해조 내의 전극판에 침적되어 있는 석회 성분이 포함된 이물질을 전극판으로부터 분리하는 제1 분리 단계와; 상기 제2 전해조의 전극판에 인가되는 전원을 반대로 제공하는 동시에 상기 제1 분리 단계를 거친 물을 제2 전해조 내에 공급하여 제1 전해조 내의 전극판에 침적되어 있는 석회 성분이 포함된 이물질을 전극판으로부터 분리하여 배출하는 제2 분리 단계를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 유기산 함유 단계, 제1 분리 단계, 제2 분리 단계를 일정 시간 지속한 후에, 상기 세정수 공급장치로 공급되는 원수는 차단하고, 원수 공급부로부터 여과조로 원수를 공급하여 제1 전해조 및 제2 전해조 내부에도 원수를 통과시키면서 제1 전해조 및 제2 전해조 내부를 세정하는 마무리 세정단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 이물질을 제거하기 위한 세정 방법은 상기 제1 전해조 또는 제2 전해조의 전극판에 스케일이 일정 이상 침적되면 자동으로 작동되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.
본 발명에 따른 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기 및 그것의 제어 방법은 석회 성분을 제거하는 제1 전해조와 이온수를 생성하는 제2 전해조를 순차적으로 구성하여, 물속에 포함되어 있는 석회 성분을 효과적으로 제거할 수 있도록 구성되기 때문에 석회질이 많은 지역에서도 기능이 저하되는 문제를 최소화하여 이온수기의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 유기산 필터가 구비된 세정수 공급장치를 구비하여 자동으로 제1 전해조 및 제2 전해조 내에 침적된 물질을 세정할 수 있도록 구성되기 때문에 전해조의 세정 작업이 보다 용이하게 이루어질 수 있고, 석회 성분 등이 전해조 내에 침적되어 기능이 저하되는 현상을 방지하여 이온수기의 신뢰성을 높일 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기가 도시된 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 제1 전해조가 도시된 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 출수 작동 상태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 배수 작동 상태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 세정 작동 상태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기에서 제1 전해조 내의 전극판 세정 전 및 세정 후의 상태를 보인 사진이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기에서 제2 전해조 내의 전극판 세정 전 및 세정 후의 상태를 보인 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 제1 전해조가 도시된 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 출수 작동 상태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 배수 작동 상태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 세정 작동 상태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기에서 제1 전해조 내의 전극판 세정 전 및 세정 후의 상태를 보인 사진이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기에서 제2 전해조 내의 전극판 세정 전 및 세정 후의 상태를 보인 사진이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 전체 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기는, 원수 공급부(10)로부터 공급된 원수가 통과할 때 원수에 포함된 불순물 및 유해물질을 걸러낼 수 있도록 필터부재(21, 22, 23, 24)들이 구비된 여과조(20)와, 이 여과조(20)와 연결되고 전기분해 원리를 이용하여 여과조(20)를 통과하여 내부로 유입된 물속에 함유된 석회 성분을 포함한 이물질을 전극판에 흡착하여 제거하는 제1 전해조(40)와, 이 제1 전해조(40)와 연결되고 전기분해 원리를 이용하여 제1 전해조(40)를 통과한 후 유입된 물을 알칼리수와 산성수로 분리하여 출수하는 제2 전해조(50)와, 상기 여과조(20)를 바이패스하는 구조로 원수 공급부(10)와 제1 전해조(40) 사이에 연결되어 상기 제1 전해조(40) 내의 전극판에 침적된 석회를 포함한 침적 물질을 제거할 수 있도록 상기 제1 전해조(40) 및 제2 전해조(50)에 유기산이 함유된 세정수를 제공하는 세정수 공급장치(80)와, 상기 원수 공급부(10)로부터 여과조(20) 및 세정수 공급장치(80)로 연결되는 유로 상에 구비되어 상기 여과조(20)와 세정수 공급장치(80) 중 어느 한쪽으로만 원수를 공급하도록 하는 밸브 장치(11, 15)와, 상기 제1 전해조(40)와 제2 전해조(50) 사이의 유로 상에 배출 유로(77)가 분기되고 이 배출 유로(77)가 분기되는 지점에 구비된 유로전환장치(60)를 포함하여 구성된다.
참고로, 도 1에서 도면부호 30은 여과조(20) 또는 세정수 공급장치(80)로 유입된 물을 배수할 수 있도록 제1 전해조(40) 앞쪽 라인(L3) 상에 구비된 배수전환장치이다.
또한, 도면부호 90은 제어부이고, 이 제어부(90)는 메인 콘트롤 보드(91), SMPS(Switching Mode Power Supply, 93) 등이 포함되어 구성될 수 있다.
도면 부호 95는 LCD 등을 이용하여 이온수기 작동 및 제어 상태 등을 표시하는 표시창이다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 주요 구성 부분을 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 원수 공급부(10)는, 통상적으로 수도 라인 등 원수가 공급되는 부분으로서, 여과조(20) 또는 세정수 공급장치(80)로 물을 선택적으로 공급하거나, 모두 차단할 수 있는 밸브 장치가 구비된다.
본 발명의 실시 도면에서는 원수가 공급되는 라인이 여과조(20)와 세정수 공급장치(80)로 연결되는 라인(L1, L2)으로 각각 분기되고, 이 분기되는 각 라인(L1, L2)에 이온수용 솔레노이드 밸브(11)와 세정용 솔레노이드 밸브(15)가 각각 설치된 밸브 장치의 구성을 보여준다.
이온수용 솔레노이드 밸브(11)와 세정용 솔레노이드 밸브(15)는 제어부(90)를 구성하는 메인 콘트롤 보드(91)의 신호에 따라 자동으로 작동되도록 구성되는 것이 바람직하다.
이온수용 솔레노이드 밸브(11)와 세정용 솔레노이드 밸브(15)를 각각 구성하지 않고, 원수 공급라인에서 분기되는 지점에 하나의 밸브 구조물만을 설치하여, 유로를 선택하거나 차단하도록 구성하는 것도 가능하다.
다음, 상기 여과조(20)는, 이물질을 걸러낼 수 있는 공지의 다양한 필터부재를 구비하여 원수 내에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있도록 구성된다. 그 일례로, 여과조 내에 세디먼트 필터(21), 프리필터(22), 나노필터(23), 포스트필터(24)를 순차적으로 설치하여 원수에 포함되어 있는 불순물 및 유해물질 등의 이물질을 제거하도록 구성할 수 있다. 이러한 필터부재로는 석회 성분은 대부분 제거되지 않으므로 석회 성분은 다음에 자세히 설명할 제1 전해조(40)에서 제거할 수 있도록 구성된다.
다음, 상기 제1 전해조(40) 및 제2 전해조(50)에 대하여 설명한다.
종래에는 주로 1개의 전해조를 이용하여 이온수를 생성하였으나, 본 발명에서는 2개의 전해조(40, 50)를 이용하여 이온수를 생성할 수 있도록 구성되고, 특히 이를 이용하여 석회 성분을 포함한 이물질을 보다 효과적으로 제거하면서 이온수를 생성할 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 본 발명은 제1 전해조(40)에 구성되는 전극판의 크기를 대면적화 함으로써 물이 제1 전해조(40)를 통과할 때 전기분해 반응에 의한 스케일 침적을 크게 촉진시켜 물속에 존재하는 석회 성분을 대부분 제거하고, 이렇게 석회 성분이 제거된 물이 제2 전해조(50)에 들어가 전기분해 반응을 통해 이온수기가 생성될 수 있도록 구성된다.
정리하면, 제1 전해조(40)는 제2 전해조(50)에 구비된 전극판보다 상대적으로 큰 대형 전극판을 구비하여, 전기분해를 이용한 석회 성분 제거 목적을 위한 전처리 전해조이고, 제2 전해조(50)는 제1 전해조(40)에서 석회 성분이 제거된 물을 다시 전기분해 하여 알칼리 이온수를 생성하기 위한 출수용 전해조인 것이다.
이와 같은 제1 전해조(40)와 제2 전해조(50)에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전해조(40)가 도시된 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 전해조(40)는 유입구와 유출구가 형성된 커버(41)와, 상기 커버(41) 내에 전해 분해 작용을 하도록 다수의 쌍이 일정 간격으로 배치되는 전극판(46)과, 각 쌍의 전극판(46) 사이에 배치되는 멤브레인(47)과, 이 멤브레인(47) 양쪽과 전극판(46) 사이에 배치되어 유로 공간을 형성하는 유격 플레이트(48)로 구성된다.
커버(41)는 상부 커버(42)와 하부 커버(43)가 상호 조립되는 구조로 이루어진다.
상부 커버(42)는 그 상측에 여과조(20) 쪽과 연결되는 라인(L3)이 결합되는 유입구(44)가 구성되고, 하부 커버(43)는 하측에 제2 전해조(50) 쪽과 연결되는 라인(L4)이 결합되는 배출구(45)가 구성된다. 유입구(44)는 상부 커버(42)의 한쪽 측면에 위치되어 커버(41) 내로 물이 유입될 때 전체적으로 균일하게 뿌려지면서 유입되도록 구성되는 것이 바람직하고, 배출구(45)는 하부 커버(43)의 하측 중앙부에 위치되어 이물질이 걸러진 물과 세정 시 침적 물질이 원활하게 배출될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 하부 커버(43)의 바닥면은 도면에 예시된 바와 같이 배출구(45)를 향하여 경사지게 위치되는 것이 바람직하다.
각 쌍의 전극판(46)은 제1 전해조(40)가 이온수를 바로 생성하기 위한 전해조가 아니라 석회 성분 등을 침적하여 제거하기 위한 전해조이므로 티타늄 위에 백금 처리된 전극판을 이용하지 않고 스테인리스 스틸로 이루어진 전극판(46)으로 구성되는 것이 바람직하다. 하지만, 반드시 이에 한정되지 않고 전기분해 작용을 통해 석회 성분 등을 침착시켜 제거할 수 있는 공지의 여러 전극판(46)을 적용하여 구성할 수 있다.
멤브레인(47)은 전기분해되는 이온이 분리되어 원활하게 침적되도록 한 쌍의 전극판 사이에 막 역할을 하도록 구성된다. 즉, 멤브레인(47)이 전기분해 된 칼슘이온, 나트륨 이온 등이 전극판(46)의 (+)극 쪽에 머물러 다른 곳으로 이동하지 못하게 함으로써, 전기분해된 칼슘이온, 나트륨 이온 등이 (-)전극판에 침적되는 것을 도와 이온들이 전극판(46) 표면에 침적되는 것을 촉진시킬 수 있도록 구성된다.
유격 플레이트(48)는 일정 두께를 갖는 사각테 안쪽에 일정 간격마다 지지대(49)가 나란히 배치되는 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 제1 전해조(40)는 제2 전해조(50)로 연결되는 라인(L4)이, 도 1을 참조하면, 단일 유로로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 전해조(40) 내에서 전기분해 작용으로 알칼리수와 산성수로 분리된 물이 하나의 배출구(45) 및 단일 유로(L4)를 통해 다시 합쳐진 상태로 제2 전해조(50)로 공급될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
다음, 상기 제2 전해조(50)는, 앞서 설명한 제1 전해조(40)보다 상대적으로 그 크기가 작게 형성되는 것이 바람직하고, 전체 구성은 제1 전해조(40)의 구성과 동일 또는 유사하게 여러 쌍의 전극판, 멤브레인, 유격 플레이트, 커버 등으로 구성되는 것이 바람직하다.
제2 전해조(50)에 구성되는 전극판은 제1 전해조(40)와 달리 티타늄 위에 백금 처리된 전극판을 이용하여 구성하는 것이 바람직하다.
또한 제2 전해조(50)는 전기분해되어 생성되는 알칼리수와 산성수가 각각 별도로 출수될 수 있도록 알칼리수 출수 유로(75)와 산성수 출수 유로(71)로 별도로 각각 구성되어 연결되는 것이 바람직하다.
다음, 상기 세정수 공급장치(80)는, 제1 전해조(40) 및 제2 전해조(50)에 구연산 등 유기산이 섞인 세정수를 제공하여 제1 전해조(40)와 제2 전해조(50)의 전극판에 침적된 스케일을 제거할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 세정수 공급장치(80)는 앞서 설명한 바와 같이 세정용 솔레노이드 밸브(15)와 제1 전해조(40) 사이에서 여과조(20)를 바이패스하는 구조로 배치되어 구성된다.
세정수 공급장치(80)는 그 내부에 유기산 중 하나인 구연산 필터가 구비되어 원수가 유입되면 원수와 함께 제1 전해조(40) 쪽으로 구연산 성분을 함께 제공할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
다음, 상기 유로전환장치(60)는 제어부의 신호에 따라 배출 유로(77) 쪽 라인을 개폐하도록 구성되는데, 출수 작동시에는 제1 전해조(40)에서 제2 전해조(50)로 물이 유동하도록 개방하고 있다가 배수 작동 시에 제1 전해조(40)와 제2 전해조(50) 내의 물이 배출 유로(77)로 통해 외부로 배출되도록 개방되는 구조로 이루어진다.
즉, 유로전환장치(60)는 물이 정상적으로 공급이 될 때인 출수 작동 시에는 제1 전해조(40)에서 제2 전해조(50)를 향하는 유로 쪽으로만 물이 흐르고 배출 유로(77) 쪽은 닫혀 있도록 작동되고, 배수 작동 즉, 물 공급이 중단되면 제어부(90)의 신호에 따라 유로전환장치(60) 내부의 장치가 작동을 하여 배출 유로(77) 쪽을 개방함으로써, 제1 전해조(40)와 제2 전해조(50) 내부에 있는 물과 함께 전극판(46)에 침적된 물질들이 배출 유로는 통해 외부로 배출될 수 있게 구성된다. 이때, 전해조(40, 50)의 전극판에 침적된 물질들이 떨어져 나오도록 두 전해조(40, 50)의 전극판에는 반대의 전기를 공급하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온수기의 제어 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3을 참조하여, 이온수를 출수하는 출수 작동에 대하여 설명한다.
제어부(90)의 신호에 따라 세정용 솔레노이드 밸브(15)가 닫힌 상태에서 이온수용 솔레노이드 밸브(11)만 개방되면, 원수가 이온수용 솔레노이드 밸브(11)를 통해 여과조(20) 내로 유입되고, 여과조(20) 내의 4단계의 필터(21, 22, 23, 24)를 거치면서 이물질 및 유해물질 등이 제거된 후 제1 전해조(40) 내로 유입된다.
제1 전해조(40) 내로 유입된 물은 각 쌍의 전극판(46) 사이를 통과할 때 전기분해되면서 석회 성분 등의 이물질이 전극판 쪽에 침적되고, 물은 이온화되면서 배출구(45)를 통해 제2 전해조(50) 쪽으로 배출된다. 이때, 제1 전해조(40) 안에서 전기분해된 물이 알칼리수와 산성수로 분리되지만 하나의 배출구(45)를 통해 배출될 때 다시 혼합된 후에 제2 전해조(50)로 유입된다.
제1 전해조(40)를 통과하면서 석회 성분 등이 제거된 물은 제2 전해조(50)내에서 다시 전기분해되고, 이와 동시에 제1 전해조(40)에서 미처 제거되지 못한 석회 등의 이물질을 전극판에 침적되면서 2차 제거가 이루어진다.
이후, 제2 전해조(50)에서 전기분해 작용으로 물은 알칼리수와 산성수로 이온화된 후에 알칼리수 출수 유로(75)와 산성수 출수 유로(71)를 통해 각각 분리되어 외부로 출수된다.
다음, 도 4를 참조하여, 이온수 출수 작동을 정지하였을 때 진행되는 배수 작동에 대하여 설명한다.
배수 작동은 이온수 출수 작동을 정지하게 되면, 자동으로 진행되게 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 사용자 등이 이온수의 출수를 멈추게 되면, 제어부(90)의 신호에 따라 이온수용 솔레노이드 밸브(11)는 닫히고, 유로전환장치(60)가 작동되면서 배출 유로(77)가 개방된다. 이때, 세정용 솔레노이드 밸브(15)는 계속해서 닫힌 상태가 유지되어 여과조(20)는 물론 세정수 공급장치(80) 쪽으로도 원수가 유입되는 것은 완전히 차단된다. 그리고, 배수전환장치(30)도 함께 개방되도록 제어하는 것이 바람직하다.
이와 함께 제1 전해조(40) 및 제2 전해조(50)의 전극판에 인가되는 전원을 반대로 제공하는데, 이렇게 전원을 반대로 인가하게 되면, 전극판에 침적되어 있던 물질들이 전극판으로부터 쉽게 분리된다.
이러한 상태에서 유로전환장치(60)가 작동하여 배출 유로(77)가 개방되면 제1 전해조(40) 및 제2 전해조(50) 내부의 물과 함께, 전극판에서 분리된 침적물질이 배출 유로(77)를 통해 외부로 배수되면서 제1 전해조(40) 및 제2 전해조(50)의 기본 세정작업이 진행된다.
마지막으로, 도 5를 참조하여, 세정 작동에 대하여 설명한다.
일정 수량의 물을 출수하였을 경우 제1 전해조(40) 및 제2 전해조(50)에 침적이 된 석회 등의 이물질을 제거하기 위하여 별도의 세정작업을 실시한다.
세정 작동을 위한 제어부(90)의 신호에 따라 이온수용 솔레노이드 밸브(11)는 닫히고, 세정용 솔레노이드 밸브(15)가 개방되면서 이루어진다. 그리고 배수전환장치(30) 및 유로전환장치(60)는 외부로 배수하는 유로를 차단하도록 작동된다.
여기서, 제어부(90)의 세정 작동 신호는 사용자가 수동으로 조작하는 방법과 자동으로 작동되게 하는 방법 등을 이용할 수 있다. 수동 작동은 통상적으로 스위치 등의 수동 조작 버튼을 작동시킴으로써 가능하게 구성할 수 있다. 자동 작동은 전해조의 전극판에 스케일이 일정 이상 침적되어 전기분해 기능이 현저히 떨어지는 시점에 작동되도록 구성되는 것이 바람직한 바, 전해조 또는 유로 상에 구비된 ORP(Oxidation Reduction Potential) 등의 센서를 이용하여 산화 환원 정도를 모니터링하여, ORP값이 낮아져서 전해조 내에 스케일이 일정 값 이상으로 높아졌다고 판단되면, 자동으로 세정수 공급장치(80)에 원수가 유입되도록 하여 세정 작동이 이루어지도록 구성할 수 있다.
또한, 자동 작동은 원수 공급부(10)에서 공급되는 물의 양 또는 최종 출수되는 출수량에 따라서 일정량 이상의 물이 공급 또는 출수되면 세정 작동이 자동으로 이루어지게 구성하는 것도 가능하다.
세정용 솔레노이드 밸브(15)가 개방됨에 따라 세정수 공급장치(80)로 유입된 물은 구연산 필터를 통과하게 되고, 세정수 공급장치(80)를 통과한 물은 구연산이 함유된 상태로 제1 전해조(40)로 유입된다.
이때, 제1 전해조(40) 내에 전극판에 침적되어 있던 물질들이 전극판으로부터 쉽게 분리될 수 있도록 제1 전해조(40)의 전극판에 인가되는 전원을 반대로 제공한다.
이러한 상태에서 제1 전해조(40)로 유입된 구연산이 함유된 물은 제1 전해조(40) 내의 전극판(46)에 침적되어 있는 석회 등의 이물질들과 반응을 하여 강력하고 신속하게 석회 등의 스케일을 제거하면서 제1 전해조를 세정하게 된다. 참고로, 도 6 및 도 7은 제1 전해조(40) 내에 구비되는 전극판의 세정 전(도 6) 및 세정 후(도 7)의 상태를 보여주는 사진이다.
이후, 계속해서 제1 전해조(40)를 통과한 구연산이 함유된 물은 제2 전해조(50)를 통과하며 마찬가지로 석회 등의 물질이 침적된 전극판을 세정한 후 두 출수 유로(71, 75)를 통해 외부로 배출된다. 이때에도, 제2 전해조(40)의 전극판에 인가되는 전원을 반대로 제공한다.
참고로, 도 8 및 도 9는 제2 전해조 내에 구비되는 전극판의 세정 전(도 8) 및 세정 후(도 9)의 상태를 보여주는 사진이다.
이와 같은 방법으로 제1 전해조(40) 및 제2 전해조(50)의 전극판 세정이 완료되면, 세정용 솔레노이드 밸브(15)를 닫고, 이온수용 솔레노이드 밸브(11)를 개방하여 출수 작동시의 물의 흐름으로 제1 전해조(40) 및 제2 전해조(50)의 내부, 그리고 세정수가 통과한 유로 등에 남아 있는 구연산 등의 이물질을 씻어낸다.
출수 작동 시의 물의 흐름을 이용하여 이물질을 씻어낸 후 일정 시간이 경과하면, 정상 적인 출수 작동이 이루어질 수 있게 된다.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 원수 공급부 11 : 이온수용 솔레노이드 밸브
15 : 세정용 솔레노이드 밸브 20 : 여과조
21, 22, 23, 24 : 필터부재 30 : 배수전환장치
40 : 제1 전해조 41 : 커버
44 : 유입구 45 : 배출구
46 : 전극판 47 : 멤브레인
48 : 유격 플레이트 50 : 제2 전해조
60 : 유로전환장치 77 : 배출 유로
80 : 세정수 공급장치 90 : 제어부
91 : 메인 콘트롤 보드
15 : 세정용 솔레노이드 밸브 20 : 여과조
21, 22, 23, 24 : 필터부재 30 : 배수전환장치
40 : 제1 전해조 41 : 커버
44 : 유입구 45 : 배출구
46 : 전극판 47 : 멤브레인
48 : 유격 플레이트 50 : 제2 전해조
60 : 유로전환장치 77 : 배출 유로
80 : 세정수 공급장치 90 : 제어부
91 : 메인 콘트롤 보드
Claims (9)
- 원수 공급부로부터 제공된 원수가 통과할 때 원수에 포함된 불순물을 제거하도록 하나 이상의 필터부재가 구비된 여과조와;
상기 여과조와 연결되고, 전기분해 원리를 이용하여 상기 여과조를 통과하여 내부로 유입된 물속에 함유된 석회 성분을 전극판에 침적시켜 제거하는 제1 전해조와;
상기 제1 전해조와 연결되고, 전기분해 원리를 이용하여 제1 전해조를 통과한 물을 알칼리수와 산성수로 분리하여 출수하는 제2 전해조를 포함한 것을 특징으로 하는 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기. - 청구항 1에 있어서,
상기 여과조를 바이패스하는 구조로 상기 원수 공급부와 제1 전해조 사이에 연결되어, 상기 제1 전해조 내에 침적된 석회를 포함한 스케일을 제거할 수 있도록 상기 제1 전해조에 유기산이 함유된 물을 제공하는 세정수 공급장치와;
상기 원수 공급부로부터 상기 여과조 및 세정수 공급장치로 연결되는 유로 상에 구비되어 상기 여과조와 세정수 공급장치 중 어느 한쪽으로만 원수를 공급하도록 하는 밸브 장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1 전해조와 제2 전해조를 연결하는 유로는 제1 전해조 내에서 알칼리수와 산성수로 분리된 물이 다시 합쳐진 상태로 제2 전해조로 공급될 수 있도록 단일 유로로 연결된 것을 특징으로 하는 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기. - 청구항 2에 있어서,
상기 제1 전해조와 제2 전해조 사이의 유로 상에는 배출 유로가 분기되고, 이 배출 유로가 분기되는 지점에는 배출 유로를 개폐하는 유로전환장치가 구비된 것을 특징으로 하는 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기. - 청구항 4에 기재된 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기의 제어 방법으로서,
상기 원수 공급부로부터 공급된 물이 여과조를 통과하면서 이물질이 제거되는 제1 단계와;
상기 제1 단계를 거친 물이 제1 전해조를 통과하면서 전기분해되어 이온화되는 동시에 석회 성분을 포함한 침적물질이 전극판에 침적되어 제거되는 제2 단계와;
상기 제2 단계를 거친 물이 제2 전해조를 통과하면서 다시 전기분해되어 이온화되어 알칼리수와 산성수로 분리되어 외부로 각각 출수되는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 하는 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기의 제어 방법. - 청구항 5에 있어서,
제3단계 후에, 상기 원수 공급부로부터 여과조로의 원수 공급이 중단되면, 상기 유로전환장치가 작동되면서 배출 유로를 개방하고, 동시에 제1 전해조 및 제2 전해조의 전극판에 인가되는 전원을 반대로 제공하여, 제1 전해조 및 제2 전해조 내부의 물과 함께 전극판에서 분리된 침적물질을 배출 유로를 통해 외부로 배출하는 제4단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기의 제어 방법. - 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 제1 전해조 및 제2 전해조에 침적이 된 석회 성분을 포함한 이물질을 제거하기 위한 세정 방법으로서,
여과조로 공급되는 원수는 차단하고 세정수 공급장치로 원수를 공급하여 유기산 필터를 통과시키면서 원수에 유기산을 함유시키는 유기산 함유 단계와;
상기 제1 전해조의 전극판에 인가되는 전원을 반대로 제공하는 동시에 상기 유기산 함유 단계를 거쳐 유기산이 함유된 물을 제1 전해조 내에 공급하여, 제1 전해조 내의 전극판에 침적되어 있는 석회 성분이 포함된 이물질을 전극판으로부터 분리하는 제1 분리 단계와;
상기 제2 전해조의 전극판에 인가되는 전원을 반대로 제공하는 동시에 상기 제1 분리 단계를 거친 물을 제2 전해조 내에 공급하여 제1 전해조 내의 전극판에 침적되어 있는 석회 성분이 포함된 이물질을 전극판으로부터 분리하여 배출하는 제2 분리 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기의 제어 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 유기산 함유 단계, 제1 분리 단계, 제2 분리 단계를 일정 시간 지속한 후에,
상기 세정수 공급장치로 공급되는 원수는 차단하고, 원수 공급부로부터 여과조로 원수를 공급하여 제1 전해조 및 제2 전해조 내부에도 원수를 통과시키면서 제1 전해조 및 제2 전해조 내부를 세정하는 마무리 세정단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기의 제어 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 이물질을 제거하기 위한 세정 방법은 상기 제1 전해조 또는 제2 전해조의 전극판에 스케일이 일정 이상 침적되면 자동으로 작동되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 석회 성분 제거 기능을 갖는 이온수기의 제어 방법.
Priority Applications (1)
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2015
- 2015-10-22 KR KR1020150147215A patent/KR101769773B1/ko active IP Right Grant
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