KR20220170445A

KR20220170445A - 초미세 기능수 제조장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20220170445A
Application number: KR1020210081274A
Authority: KR
Inventors: 강우람
Original assignee: (주)한우물
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2022-12-30

Abstract

본 발명은 초미세 기능수 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명에서는 전해수를 전기분해하여 산성 및 알칼리성의 기능수를 생성하는 수전해처리장치에서, 공급되는 전해수를 처리하여 전해수보다 작은 크기의 클러스터를 갖는 약알칼리성의 제1 기능수와 산성의 제2 기능수를 생성하는 제1 수전해블록부와; 상기 제1 기능수를 출수시켜 유통시키는 제1 기능수유통로와; 상기 제1 기능수유통로를 통해 공급받은 제1 기능수를 처리하여 제1 기능수보다 작은 크기의 클러스터를 갖는 약알칼리성의 제3 기능수와 산성의 제4 기능수를 생성하는 제2 수전해블록부를 포함하는 초미세 기능수 제조장치 및 그 방법이 제시된다.

Description

초미세 기능수 제조장치 및 그 방법{Ultra-fine functional water manufacturing devices and method thereof}

본 발명은 초미세 기능수 제조장치 및 그 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 물을 전기분해하여 산성과 알칼리성의 기능수를 생성시키는 전해처리수 장치에 있어서, 예를 들면 전해조에서 1차 생성된 알칼리수를 전해수로 하여 약알칼리성을 유지하면서 약알칼리성의 성분 조절이 가능하고 초미세 사이즈의 클러스터를 갖는 약알칼리수를 제조할 수 있는 초미세 기능수 제조장치 및 그 방법에 관한 것이다.

전기분해를 통하여 물을 처리하여 산성수, 강산성수, 알칼리수, 약알칼리수 및 강알칼리수를 포함하는 기능수로 제조하는 장치들이 공지되어 있다. 이론상 물은 수소이온농도(이하 'pH'라 함)가 pH7, 이를 기준으로 pH7 이상의 물을 알칼리수로 구분하고, pH7 이하의 물을 산성수로 구분하고 있다. 알칼리수 중 pH7.5~pH8.9를 약알칼리수, pH8.9 이상을 강알칼리수로 구분되고, 산성수도 pH6.5~pH5.5를 약산성수, pH5.0 이하를 강산성수로 구분되고 있다. 또한, 물을 종류에 따라 물분자가 뭉쳐있는 고유의 클러스터의 크기(Hz)를 가지고 있다. 이러한 물의 클러스터는 마이크로 전자파 등을 이용하여 인위적으로 작게 쪼갤 수 있어 작은 클러스터의 크기를 갖는 물을 생성시킬 수 있다.

전기분해를 통하여 알칼리수 및 산성수를 제조하는 발명으로서, 대한민국 특허등록번호 제10-0944209호(등록일: 2010년02월18일)의 전해이온수의 안정적 생성 및 유용한 사용이 가능하도록 출수비율이 조절된 전기분해 정수기가 공개되어 있다.

상기 특허발명에는 1차세정수생성전극실과 세척수생성전극실로 구분되는 1차전해조와, 2차세정수생성전극실, 세척수생성전극실, 음용수생성전극실로 구분되는 2차전해조를 통하여 물을 두 번 전기분해하여 pH9.0이상의 세척수(강알칼리수)와, pH7.4 ~ pH8.5의 음용수(약알칼리수)와, pH6.9이하의 세정수(산성수)로 분류되어지는 3가지 기능성 전해이온수를 각각 얻을 수 있는 구조의 전해부를 갖는 전기분해 정수기가 개시되어 있다.

또한, 대한민국 특허등록번호 제10-0981585호(등록일: 2010년09월03일)의 멀티형 전해조 구조가 공개되어 있다.

상기 특허발명은, 전방 상측에 적어도 두 개의 입수구가 형성되고, 후방 하측에는 상기 입수구의 개수에 대응되게 출수구가 형성되는 본체하우징; 상기 입수구를 통해 유입되는 원수를 1차로 전기분해하여 산성수와 알칼리수를 생성할 수 있도록 내부에 극성이 서로 다른 두 개 이상의 전극판이 순차적으로 직렬 연결되는 제1전해조; 상기 제1전해조를 통해 생성된 전해수를 2차로 전기분해하여 산성수와 약알칼리수를 생성할 수 있도록 내부에 극성이 서로 다른 두 개 이상의 전극판이 순차적으로 직렬연결되는 제2전해조; 상기 제1전해조와 제2전해조의 사이에 개재되어 상기 제1전해조를 통해 생성되어 배출되는 전해수의 유로를 하측에서 상측으로 전환해줌과 아울러 상기 제2전해조와 직렬로 연결해주게 되는 유로전환용 격막; 상기 전극판과 전기적으로 연결되어 직류 전원을 공급해주게 되는 전원공급부;를 포함하여 구성이다.

그러나 상기 특허발명들은 설정된 성분의 알칼리수 및 산성수를 생성시키도록 구성되어 있으므로, 생성되는 기능수의 예를 들면 알칼리수의 알칼리성분 등을 조절하여 생성할 수 없는 문제가 있다. 또한, 기능수의 성분을 유지하면서 물의 클러스터 사이즈를 조절하여 생성할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 물을 알칼리수 및 산성수 등의 적어도 2 이상의 기능수로 생성시키는 장치에서, 예를 들면, 약악칼리수의 알칼리 성분과 같은 기능수의 성분을 조절하여 조절된 기능수의 성분에 부합되는 용도로 사용할 수 있고, 아울러 생성되는 기능수의 클러스터(cluster) 사이즈를 초미세화시켜 생성할 수 있는 발명이 요망된다.

대한민국 특허등록번호 제10-0944209호(등록일: 2010년02월18일) 대한민국 특허등록번호 제10-0981585호(등록일: 2010년09월03일)

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 물을 알칼리수 및 산성수 등의 적어도 2 이상의 기능수로 생성시키는 장치에서, 생성되는 기능수의 성분을 조절하여 조절된 성분을 갖는 각각의 기능수를 생성하기 위한 초미세 기능수 제조장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 생성되는 기능수의 물의 클러스터(cluster) 사이즈를 초미세화시켜 생성하기 위한 초미세 기능수 제조장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 해결 수단으로서, 본 발명의 제1 관점으로, 물을 적어도 2 가지 기능수로 생성하는 수전해처리장치로서, 전해수로서의 물이 공급되면 이를 수용하고, 수용되는 물에 전해처리가 수행되어 2개의 기능수를 생성하고, 생성된 2개의 기능수를 각각 배출하기 위한 소정의 폭과 길이를 갖는 제1 수전해실과; 상기 제1 수전해실 내부의 길이 방향으로 설치되고 폭 방향으로 소정 간격을 갖고 배설된 제1 애노드(anode)전극, 제1 캐소드(cathode)전극 및 제2 애노드(anode)전극을 포함하는 제1 전극부와; 상기 제1 전극부의 제1 애노드전극과 제1 캐소드전극의 사이에 평행하게 설치된 제1 이온교환막과 상기 제1 캐소드전극과 제2 애노드전극과의 사이에 평행하게 설치된 제2 이온교환막을 포함하는 제1 이온교환막부와; 상기 제1 수전해실의 제1 이온교환막과 제1 캐소드전극의 사이 및 제1 캐소드전극과 제2 이온교환막의 사이에서 생성된 제1 기능수를 외부로 배수하는 제1 기능수배수부와; 상기 제1 기능수를 내부에 공급하는 제1 기능수출수부와; 상기 제1 수전해실의 상기 제1 애노드전극과 제1 이온교환막의 사이 및 상기 제2 이온교환막과 제2 애노드전극 사이에서 생성된 제2 기능수를 배수시키기 위한 제2 기능수배수부와; 입구와 출구를 갖고 상기 입구가 상기 제1 기능수출수부와 연결되어 제1 기능수를 유통시키는 소정 길이의 제1 기능수유통로와; 상기 제1 기능수유통로의 출구와 연결되어 제1 기능수를 공급받아 급수하는 제1 기능수급수부와; 상기 제1 기능수급수부로부터 제1 기능수가 공급되면 이를 수용하고, 수용되는 제1 기능수에 전해처리가 수행되어 2개의 기능수를 생성하고, 생성된 2개의 기능수를 각각 배출하기 위한 소정의 폭과 길이를 갖는 제2 수전해실과; 상기 제2 수전해실 내부의 길이 방향으로 설치되고 폭방향으로 소정 간격을 갖고 배설된 제2 캐소드(cathode)전극, 제3 애노드(anode)전극, 제3 캐소드(cathode)전극을 포함하는 제2 전극부와; 상기 제2 전극부의 제2 캐소드전극과 제3 애노드전극의 사이에 평행하게 설치된 제3 이온교환막과 상기 제3 애노드전극과 제3 캐소드전극과의 사이에 평행하게 설치된 제4 이온교환막을 포함하는 제2 이온교환막부와; 상기 제2 수전해실의 제2 캐소드전극과 제3 이온교환막과의 사이 및 상기 제4 이온교환막과 상기 제3 캐소드전극과의 사이에서 생성된 제3 기능수를 배수시키기 위한 제3 기능수배수부와; 상기 제2 수전해실의 제3 이온교환막과 제3 애노드전극과의 사이 및 상기 제3 애노드전극과 제4 이온교환막과의 사이 생성된 제4 기능수를 배수시키기 위한 제4 기능수배수부와; 상기 제1 전극부의 제1 애노드전극, 제1 캐소드전극 및 제2 애노드전극에 각각 전원을 공급하는 제1 전원공급부 및 상기 제2 전극부의 제2 캐소드전극, 제3 애노드 전극 및 제3 캐소드전극에 각각 전원을 공급하는 제2 전원공급부;를 포함하고;

상기 제1 기능수는 65Hz~75Hz의 사이즈를 갖는 클러스터로 이루어진 알칼리수이고, 상기 제3 기능수는 50Hz~55Hz의 사이즈를 갖는 클러스터로 이루어진 약알칼리수인 것을 특징으로 하는 초미세 기능수 제조장치가 제시된다.

또한, 본 발명의 제2 관점으로, 소정 간격을 갖고 설치된 제1 애노드전극, 제1 캐소드전극 및 제2 애노드전극과 상기 제1 애노드전극과 제1 캐소드전극 사이에 설치된 제1 이온교환막과, 상기 제1 캐소드전극과 제2 애노드전극사이에 설치된 제2 이온교환막이 내부에 구비된 제1 수전해실; 및 소정 간격을 갖고 설치된 제2 캐소드전극, 제3 애노드전극 및 제3 캐소드전극과 상기 제2 캐소드전극과 제3 애노드전극 사이에 설치된 제3 이온교환막과, 상기 제3 애노드전극과 제3 캐소드전극사이에 설치된 제4 이온교환막이 내부에 구비된 제2 수전해실을 이용하여 수전해처리를 하는 방법으로서,

상기 제1 수전해실에 공급된 전해수를 제1 애노드전극과 제1 캐소드전극 사이의 제1 이온교환막의 이온교환 작용에 의해, 제1 캐소드전극과 제2 애노드전극 사이의 제2 이온교환막의 이온교환 작용에 의해 상기 제1 캐소드전극측에 65Hz ~ 75Hz 사이즈의 클러스터로 이루어진 알칼리성의 제1 기능수를 각각 생성하는 단계와;

상기 제1 수전해실에서 생성된 제1 기능수가 제1 기능수유통로를 통해 제2 수전해실에 공급되는 단계와;

상기 제2 수전해실에 공급된 제1 기능수를 제2 캐소드전극과 제3 애노드전극 사이의 제3 이온교환막의 이온교환 작용에 의해 상기 제2 캐소드측에, 제3 애노드전극과 제3 캐소드전극 사이의 제4 이온교환막의 이온교환 작용에 의해 상기 제3 캐소드측에 50HZ ~ 55Hz 사이즈의 클러스터로 이루어진 약알칼리성의 제3 기능수를 각각 생성하는 단계를 포함하는 초미세 기능수 제조방법이 제시된다.

본 발명에 의하면, 물을 알칼리수 및 산성수 등의 적어도 2 이상의 기능수로 생성시키는 장치에서, 생성되는 기능수의 성분(pH)을 조절하여 조절된 성분을 갖는 각각의 기능수를 생성함으로써, 조절된 성분에 적합한 용도에 기능수를 제공할 수 있고,

또한, 생성되는 기능수의 물의 클러스터(cluster) 사이즈를 초미세(50Hz~55Hz)화 시켜 생성함으로써 기능수의 성분은 변하지 않고 물의 클러스터 사이즈가 작아진 기능수를 생성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 초미세 기능수 제조장치의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 초미세 기능수 제조장치의 실시예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 초미세 기능수 제조방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 초미세 기능수 제조장치의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다. 도 1은 수전해처리장치에서 전원공급부 등을 제외한 본체에 대한 개략적인 단면구성도를 나타낸다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 초미세 기능수 제조장치는, 물(전해수)을 적어도 2 가지 기능수로 생성하는 수전해처리장치(1)로서, 전해수로서의 물이 공급되면 이를 수용하고, 수용되는 물에 전해처리가 수행되어 2개의 기능수를 생성하고, 생성된 2개의 기능수를 각각 배출하기 위한 소정의 폭과 길이를 갖는 제1 수전해실(110)과; 상기 제1 수전해실(110) 내부의 길이 방향으로 설치되고 폭방향으로 소정 간격을 갖고 배설된 양(+)전극의 제1 애노드(anode)전극(121), 음(-)전극의 제1 캐소드(cathode)전극(122) 및 양(+)전극의 제2 애노드(anode)전극(123)을 포함하는 제1 전극부(120)와; 상기 제1 전극부(120)의 제1 애노드전극(121)과 제1 캐소드전극(122)의 사이에 평행하게 설치되되 양측에 수전해 처리실을 위한 공간이 형성되도록 설치된 제1 이온교환막(131)과 상기 제1 캐소드전극(122)과 제2 애노드전극(123)과의 사이에 평행하게 설치되되 양측에 수전해 처리실을 위한 공간이 형성되도록 설치된 제2 이온교환막(132)을 포함하는 제1 이온교환막부(130)와; 상기 제1 수전해실(110)의 제1 이온교환막(131)과 제1 캐소드전극(122)의 사이에 형성되는 제2 처리실(112)에서 생성된 제1 기능수를 배수하는 제2 배수부(112b)와; 상기 제1 수전해실(110)의 제1 캐소드전극(122)과 제2 이온교환막(132)의 사이에 형성되는 제3 처리실(113)에서 생성된 제1 기능수를 배수하는 제3 배수부(113b)와; 상기 제2 배수부(112b) 및 제3 배수부(113b)와 연결되어 제1 기능수를 공급받아 출수시키기 위한 제1 기능수배수부(150)와; 상기 제2 배수부(112b) 및 제3 배수부(113b)에서 공급되는 제1 기능수를 유로를 통해 유통시키는 제1 기능수출수부(160)와; 상기 제1 수전해실(110)의 상기 제1 애노드전극(121)과 제1 이온교환막(131)의 사이에 형성된 제1 처리실(111)에서 생성된 제2 기능수를 배수하는 제1 배수부(111b)와; 상기 제2 이온교환막(132)과 제2 애노드전극(123) 사이에 형성된 제4 처리실(114)에서 생성된 제2 기능수를 배수하는 제4 배수부(114b)와; 상기 제1 배수부(111b) 및 제4 배수부(114b)와 연결되어 제2 기능수를 공급받아 출수시키기 위한 제2 기능수배수부(170)와; 상기 제1 수전해실(110)을 개재하여 상기 제1 배수부(111b) 내지 제4 배수부(114b)와 대향하는 위치에 설치되어 상기 제1 처리실(111b) 내지 제4 처리실(114b)에 각각 전해수인 물을 공급하는 제1 급수부(111a), 제2 급수부(112a), 제3 급수부(113a) 및 제4 급수부(114a)와; 상기 제1 급수부(111a) 내지 제4 급수부(114a)에 연결되어 외부로부터 공급되는 전해수를 공급하기 위한 전해수급수부(140);를 내부에 포함하는 제1 수전해블록부(100)와;

입구(310)와 출구(320)를 갖고 상기 입구(310)가 상기 제1 수전해처리블록(100)의 제1 기능수출수부(160)와 연결되어 제1 기능수를 유통시키는 소정 길이의 제1 기능수유통로(300)와;

상기 제1 기능수유통로(300)의 출구(320)와 연결되어 제1 기능수를 공급받아 급수하는 제1 기능수급수부(240)와; 상기 제1 기능수급수부(240)로부터 제1 기능수가 공급되면 이를 수용하고, 수용되는 제1 기능수에 전해처리가 수행되어 2개의 기능수를 생성하고, 생성된 2개의 기능수를 각각 배수하기 위한 소정의 폭과 길이를 갖는 제2 수전해실(210)과; 상기 제2 수전해실(210) 내부의 길이 방향으로 설치되고 폭방향으로 소정 간격을 갖고 배설된 제2 캐소드(cathode)전극(221), 제3 애노드(anode)전극(222), 제3 캐소드(cathode)전극(223)을 포함하는 제2 전극부(220)와; 상기 제2 전극부(220)의 제2 캐소드전극(221)과 제3 애노드전극(222)의 사이에 평행하게 설치되되 양측에 수전해 처리실을 위한 공간이 형성되도록 설치된 제3 이온교환막(231)과 상기 제3 애노드전극(222)과 제3 캐소드전극(223)과의 사이에 평행하게 설치되되 양측에 수전해 처리실을 위한 공간이 형성되도록 설치된 제4 이온교환막(232)을 포함하는 제2 이온교환막부(230)와; 상기 제2 수전해실(210)의 제2 캐소드전극(221)과 제3 이온교환막(231)과의 사이에 형성된 제5 처리실(211)에서 생성된 제3 기능수를 배수하는 제5 배수부(211b)와; 상기 제2 수전해실(210)의 상기 제4 이온교환막(232)과 상기 제3 캐소드전극(223)과의 사이에 형성된 제8 처리실(214)에서 생성된 제3 기능수를 배수하는 제8 배수부(214b)와;

상기 제5 배수부(211b) 및 제8 배수부(214b)와 연결되어 제3 기능수를 공급받아 출수시키기 위한 제3 기능수배수부(250)와;

상기 제2 수전해실(210)의 제3 이온교환막(231)과 제3 애노드전극(222)과의 사이에 형성된 제6 처리실(212)에서 생성된 제4 기능수를 배수하는 제6 배수부(212b)와; 상기 제2 수전해실(210)의 상기 제3 애노드전극(222)과 제4 이온교환막(232)과의 사이에 형성된 제7 처리실(213)에서 생성된 제4 기능수를 배수하는 제7 배수부(213b)와;

상기 제6 배수부(212b) 및 제7 배수부(213b)와 연결되어 제4 기능수를 공급받아 출수시키기 위한 제4 기능수배수부(270)와;

상기 제2 수전해실(210)을 개재하여 상기 제5 배수부(211b) 내지 제8 배수부(214b)와 대향하는 위치에 설치되어 상기 제5 처리실(211b) 내지 제8 처리실(214b)에 상기 제1 기능수급수부(240)로부터 공급되는 제1 기능수를 각각 급수하는 제5 급수부(211a), 제6 급수부(212a), 제7 급수부(213a) 및 제8 급수부(214a);를 내부에 포함하는 제2 수전해블록부(200)을 포함하는 구성이다.

도 2는 본 발명의 초미세 기능수 제조장치의 실시예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 초미세 기능수 제조장치는, 제1 수전해실(110)의 내부에 좌측으로부터 양(+)전극의 제1 애노드전극(121), 음(-)전극의 제1 캐소드전극(122) 및 양(+)전극의 제2 애노드전극(123)이 소정의 간격을 가지고 설치되어 있고, 상기 제1 애노드전극(121)과 제1 캐소드전극(122)의 사이에 양측을 분리하도록 설치된 제1 이온교환막(131)과, 상기 제1 캐소드전극(122)과 상기 제2 애노드전극(123)의 사이에 양측을 분리하도록 설치된 제2 이온교환막(132)을 포함하는 제1 수전해블록부(100)와;

제2 수전해실(210)의 내부에 좌측으로부터 음(-)전극의 제2 캐소드전극(221), 양(+)전극의 제3 애노드전극(222) 및 음(-)전극의 제3 캐소드전극(223)이 소정의 간격을 가지고 설치되어 있고, 상기 제2 캐소드전극(221)과 제3 애노드전극(222)과의 사이에 양측을 분리하도록 설치된 제3 이온교환막(231)과, 상기 제3 애노드전극(222)과 제3 캐소드전극(223)의 사이에 양측을 분리하도록 설치된 제4 이온교환막(232)을 포함하는 제2 수전해블록부(200)를 포함하고;

상기 제1 수전해블록부(100)의 제1 애노드전극(121), 제1 캐소드전극(122) 및 제2 애노드전극(123)에 제1 전원공급라인(411)을 통하여 각각 전원을 공급하기 위한 제1 전원공급부(410)와, 상기 제2 수전해블록부(200)의 제2 캐소드전극(221), 제3 애노드전극(222) 및 제3 캐소드전극(223)에 제2 전원공급라인(421)을 통해 각각 전원을 공급하기 위한 제2 전원공급부(420)를 포함하는 전원공급부(400)와; 상기 전원공급부(400)의 제1 전원공급부(410)로부터 상기 제1 수전해블록부(100)의 제1 전극부(120)에 공급되는 전원을 제어하고, 상기 제2 전원공급부(420)로부터 상기 제2 수전해블록부(200)의 제2 전극부(220)에 공급되는 전원을 제어하기 위한 제어부(500)를 포함하는 구성이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예의 작용을 상세히 설명하기로 한다. 예를 들면 수도물과 같은 전해수가 제1 수전해블록부(100)의 전해수급수부(140)를 통해 공급되고, 전해수는 상기 제1 수전해실(110)의 하단부에 형성된 제1 급수부(111a) 내지 제4 급수부(114a)를 통해 제1 처리실(111) 내지 제4 처리실(114)의 하부로부터 상부로 채워진다. 상기 제1 이온교환막(131)의 양편에 형성된 상기 제1 처리실(111)과 제2 처리실(112)에서는 상기 제1 전원공급부(410)으로부터 상기 제1 애노드전극(121)과 상기 제1 캐소드전극(122)에 인가된 전원으로 인하여 상기 제1 이온교환막(131)을 통해 이온 교환이 이루어져 상기 제1 애노드전극(121)측의 제1 처리실(111)에는 산성(6.9pH 이하)의 제2 기능수가 생성되고, 상기 제1 캐소드전극(122)측의 제2 처리실(112)에는 알칼리성(7.4pH 이상)의 제1 기능수가 생성된다.

또한, 상기 제2 이온교환막(132)의 양편에 형성된 상기 제3 처리실(113)과 제4 처리실(114)에서는 상기 제1 전원공급부(420)으로부터 상기 제1 캐소드전극(122)과 상기 제2 애노드전극(123)에 인가된 전원으로 인하여 상기 제2 이온교환막(132)을 통해 이온 교환이 이루어져 상기 제1 캐소드전극(122)측의 제3 처리실(113)에는 알칼리성(7.4pH 이상)의 제1 기능수가 생성되고, 상기 제2 애노드전극(123)측의 제4 처리실(114)에는 산성(6,9pH 이하)의 제2 기능수가 생성된다.

상기 제1 전원공급부(410)에서 공급되는 전원은 DC 14V ~ DC 18V에서 공급되는 전해수의 전해질의 저항에 따라서 원하는 클러스터 크기의 물을 생성할 수 있다.

상기 제1 수전해실(110)의 상기 제2 처리실(112) 및 제3 처리실(113)에서 생성되는 제1 기능수는, 공급받는 전해수의 전해질에 따라서 DC 14V ~ DC 18V의 원하는 전압으로 조절할 수 있으므로 원하는 크기의 클러스터를 갖는 기능수를 생성할 수 있고, 수전해에 의해 전해수의 원래 클러스터(약 110~120Hz)가 잘게 쪼개져서 약 70Hz 내외의 미세한 클러스터의 알칼리성의 제1 기능수로 생성된다. 약 70Hz 내외의 클러스터로 생성된 약알칼리수인 제1 기능수는 상기 제1 기능수배수부(150)를 통하여 출수시켜 음용 등으로 사용할 수 있다.

또한, 상기 제1 수전해실(110)의 상기 제1 처리실(111) 및 제4 처리실(114)에서 생성되는 제2 기능수는 공급받는 전해수의 전해질에 따라서 DC 14V ~ DC 18V의 원하는 전압으로 조절할 수 있으므로 원하는 크기의 클러스터를 갖는 약산성으로 생성되고, 수전해에 의해 전해수의 원래 클러스터(약 110~120Hz)가 작게 쪼개져서 약 70Hz 내외의 미세한 클러스터의 약산성성의 제2 기능수로 생성된다. 약 70Hz 내외의 클러스터로 생성된 약산성인 제2 기능수는 상기 제2 기능수배수부(170)를 통하여 출수시켜 세척 또는 세정 등의 용도로 사용할 수 있다.

또한, 상기 제1 수전해실(110)의 상기 제2 처리실(112) 및 제3 처리실(113)에서 생성되는 제1 기능수는는, 제1 수전해블록부(100)의 제1 기능수출수부(160)를 통해 출수되어 입구(310)과 출구(320)를 갖는 상기 제1 기능수유통로(300)를 경유하여 유통된다.

상기 제2 수전해블록부(200)의 제1 기능수급수부(240)는 상기 제1 기능수유통로(300)의 출구(320)를 통해 공급되는 제1 기능수를 상기 제2 수전해실(210)에 공급한다.

상기 제1 기능수는 상기 제2 수전해실(210)의 하단부에 형성된 제4 급수부(211a) 내지 제8 급수부(214a)를 통해 제5 처리실(211) 내지 제8 처리실(214)의 하부로부터 상부로 채워진다. 상기 제3 이온교환막(231)의 양편에 형성된 상기 제5 처리실(211)과 제6 처리실(212)에서는 상기 제2 전원공급부(420)으로부터 상기 제2 캐소드전극(221)과 상기 제3 애노드전극(322)에 인가된 전원으로 인하여 상기 제3 이온교환막(231)을 통해 이온 교환이 이루어져 상기 제2 캐소드전극(221)측의 제5 처리실(211)에 알칼리성(7.4pH 이상)의 제3 기능수가 생성되고, 상기 제3 애노드전극(322)측의 제6 처리실(212)에는 산성(6.9pH 이하)의 제4 기능수가 생성된다.

또한, 상기 제4 이온교환막(232)의 양편에 형성된 상기 제7 처리실(213)과 제8 처리실(214)에서는 상기 제2 전원공급부(420)으로부터 상기 제3 애노드전극(222)과 상기 제3 캐소드전극(223)에 인가된 전원으로 인하여 상기 제4 이온교환막(232)을 통해 이온 교환이 이루어져 상기 제3 캐소드전극(223)측의 제8 처리실(214)에는 알칼리성(7.4pH 이상)의 제3 기능수가 생성되고, 상기 제3 애노드전극(222)측의 제7 처리실(213)에는 산성(6,9pH 이하)의 제4 기능수가 생성된다.

상기 제2 전원공급부(420)에서 공급되는 전원은 DC 18V, DC 26V, DC 32V 및 DC 38V에서 조절되어 기능수의 수소이온농도(pH)를 조절하고, 아울러 기능수의 클러스터를 더 잘게 쨀 수 있다.

상기 제2 수전해실(210)의 상기 제5 처리실(211) 및 제8 처리실(214)에서 생성되는 제3 기능수는, DC 18V ~ DC 38V로 제2 전원공급부(420)의 인가 전원을 조정하여 기능수의 수소이온농도(pH)를 미세하게 조정이 가능하다. 예를 들면, 인가 전압을 조절하여 pH7.4~pH8.9의 범위 약알칼리수로 생성되고, 수전해에 의해 제1 기능수의 원래 클러스터(약 70Hz)가 더 잘게 쪼개져서 약 50Hz 내외의 미세한 클러스터의 약알칼리성의 제3 기능수로 생성된다. 약 50Hz 내외의 클러스터로 생성된 약알칼리수인 제3 기능수는 상기 제3 기능수배수부(250)를 통하여 출수시켜 음용 및 반려동물 등의 식수로 사용할 수 있다.

또한, 상기 제2 수전해실(210)의 상기 제6 처리실(212) 및 제7 처리실(213)에서 생성되는 제4 기능수는, DC 18V ~ DC 38V로 제2 전원공급부(420)의 인가 전원을 조정하여 기능수의 수소이온농도(pH)를 미세하게 조정이 가능하다. 예를 들면, 인가 전압을 조절하여 pH6.9 이하의 범위 약산성수 또는 pH5 이하의 강산성수로 생성되고, 수전해에 의해 제1 기능수의 원래 클러스터(약 70Hz)가 더 잘게 쪼개져서 약 50Hz 내외의 미세한 클러스터의 산성의 제4 기능수로 생성된다. 약 50Hz 내외의 클러스터로 생성된 산성인 제4 기능수는 상기 제4 기능수배수부(270)를 통하여 출수시켜 세척수 또는 살균수로 사용할 수 있다.

여기서 전해수인 물분자(H₂O)는 산소원자에 수소원자 2개가 결합된 것으로서, 물 클러스터는 이들 물분자 수개 또는 수십개가 뭉쳐 있는 것으로서 그 크기는 Hz단위로 표기된다. 물 클러스터의 크기는 일반적인 방법으로 측정이 불가능하고, 핵자기공명진단으로 그 크기를 추정할 수 있다.

물 클러스터는 외부에서 에너지가 인가되어야 더 작은 클러스터로 분리가 가능하다. 또한 물분자의 운동을 활발하게 유도 함으로써 더 작은 클러스터로 생성시킬 수 있다.

본 발명의 실시예는 1차로 제1 수전해블록부(100)에서 클러스터의 크기가 약 70Hz 내외이고 수소이온농도가 7.4~9pH인 약알칼리성 제1 기능수를 생성하고, 생성된 제1 기능수를 상기 제2 수전해블록부(200)에 공급하여 인가 전압을 조절하면서 클러스터의 크기가 약 50Hz 내외이고 수소이온농도가 7.4~9pH 범위에서 조절되는 초미세 약알칼리성 제3 기능수를 생성할 수 있다.

또한, 상기 제1 수전해블록부(100)에서 생성되는 산성의 제2 기능수는 약산성수로서 세정수로 사용할 수 있고, 상기 제2 수전해블록부(200)에서 생성되는 제4 기능수는 초미세 약산성수 또는 강산성수로 생성하여 공기 정화 및 살균용으로도 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 대해서 제1 수전해블록부(100)에서의 전해수의 유량 1.5L, 동일한 전해질의 저항을 기반으로 한 인가전압 DC 14V, DC 18V에 관한 제1 기능수 및 제2 기능수의 측정치를 표 1에 나타내었다.

또한, 제2 수전해블록(200)에서의 제1 기능수의 유량 0.8L, 동일한 전해질의 저항을 기반으로 한 인가전압 DV 18V, DC 26V, DC 32V, DC 38V에 관한 제3 기능수 및 제4 기능수의 측정치를 표 2에 나타내었다.

전해수 총유입수량(L)	제1전압부 인가전압(V)	제1수전해실 통전전류(mA)	제1 기능수 (pH)	제2 기능수 (pH)	클러스터 (Hz)
1.5	14	421	7.4	6.5	72
1.5	18	475	7.9	6.9	70

제1 기능수 총유입수량(L)	제1전압부 인가전압(V)	제1수전해실 통전전류(mA)	제1 기능수 (pH)	제2 기능수 (pH)	클러스터 (Hz)
0.8	18	452	8.01	5.8	55
0.8	26	487	8.04	5.6	53
0.8	32	520	8.07	6.3	52
0.8	38	553	8.1	6.2	50

도 3은 본 발명의 초미세 기능수 제조방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 초미세 기능수 제조방법은, 소정 간격을 갖고 설치된 제1 애노드전극, 제1 캐소드전극 및 제2 애노드전극과 상기 제1 애노드전극과 제1 캐소드전극사이에 설치된 제1 이온교환막과, 상기 제1 캐소드전극과 제2 애노드전극사이에 설치된 제2 이온교환막이 내부에 구비된 제1 수전해실; 및 소정 간격을 갖고 설치된 제2 캐소드전극, 제3 애노드전극 및 제3 캐소드전극과 상기 제2 캐소드전극과 제3 애노드전극 사이에 설치된 제3 이온교환막과, 상기 제3 애노드전극과 제3 캐소드전극사이에 설치된 제4 이온교환막이 내부에 구비된 제2 수전해실을 이용하여 수전해처리를 하는 방법으로서,

상기 제1 수전해실에 공급된 전해수를 제1 애노드전극과 제1 캐소드전극 사이의 제1 이온교환막의 이온교환 작용에 의해, 제1 캐소드전극과 제2 애노드전극 사이의 제2 이온교환막의 이온교환 작용에 의해 상기 제1 캐소드전극측에 65Hz ~ 75Hz 사이즈의 클러스터로 이루어진 약알칼리성의 제1 기능수를 각각 생성하는 단계(S100)와;

상기 제1 수전해실에서 생성된 제1 기능수가 제1 기능수유통로를 통해 제2 수전해실에 공급되는 단계(S110)와;

상기 제2 수전해실에 공급된 제1 기능수를 제2 캐소드전극과 제3 애노드전극 사이의 제3 이온교환막의 이온교환 작용에 의해 상기 제2 캐소드측 및, 제3 애노드전극과 제3 캐소드전극 사이의 제4 이온교환막의 이온교환 작용에 의해 상기 제3 캐소드측에 50HZ ~ 55Hz 사이즈의 클러스터로 이루어진 약알칼리성의 제3 기능수를 각각 생성하는 단계(S120)를 포함하는 구성이다.

이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 다양한 실시예 중 일부에 불과하다. 본 발명의 제1 수전해블록부에서 70Hz 내외의 클러스터 크기를 갖는 약알칼리성의 제1 기능수를 생성하고, 제2 수전해블록부에서 상기 제1 기능수를 공급받아 50Hz 내외의 클러스터 크기를 갖는 약알칼리성의 제3 기능수를 생성하는 기술적 사상에 포함되는 다양한 실시예가 본 발명의 보호범위에 해당하는 것은 당연하다 하겠다.

100: 제1 수전해블록부
110: 제1 수전해실
120: 제1 전극부
130: 제1 이온교환막부
140: 전해수급수부
150: 제1 기능수배수부
160: 제1 기능수출수부
170: 제2 기능수배수부
200: 제2 수전해블록부
210: 제2 수전해실
220: 제2 전극부
230: 제2 이온교환막부
240: 제1 기능수급수부
250: 제3 기능수배수부
270: 제4 기능수배수부
300: 제1 기능수유통로
400: 전원공급부
500: 제어부

Claims

전해수를 전기분해하여 산성 및 알칼리성의 기능수를 생성하는 수전해처리장치로서,
공급되는 전해수를 처리하여 전해수보다 작은 크기의 클러스터를 갖는 약알칼리성의 제1 기능수와 산성의 제2 기능수를 생성하는 제1 수전해블록부와;
상기 제1 기능수를 출수시켜 유통시키는 제1 기능수유통로와;
상기 제1 기능수유통로를 통해 공급받은 제1 기능수를 처리하여 제1 기능수보다 작은 크기의 클러스터를 갖는 약알칼리성의 제3 기능수와 산성의 제4 기능수를 생성하는 제2 수전해블록부를 포함하는 초미세 기능수 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 수전해블록부는, 전해수를 공급받아 수전해처리를 수행하는 소정 폭과 소정의 길이를 갖는 제1 수전해실과; 상기 제1 수전해실의 내부에서 소정의 간격을 갖고 좌측으로부터 길이 방향으로 설치한 제1 애노드전극, 제1 캐소드전극 및 제2 애노드전극을 포함하는 제1 전극부와; 상기 제1 애노드전극과 제1 캐소드전극과의 사이에 평행하게 설치되되 양측에 수전해 처리실을 위한 공간이 형성되도록 설치된 제1 이온교환막과, 상기 제1 캐소드전극과 제2 애노드전극과의 사이에 평행하게 설치되되 양측에 수전해 처리실을 위한 공간이 형성되도록 설치된 제2 이온교환막을 포함하는 제1 이온교환막부와; 상기 제1 애노드전극과 제1 이온교환막, 상기 제1 이온교환막과 제1 캐소드전극, 상기 제1 캐소드전극과 제2 이온교환막, 및 상기 제2 교환막과 제2 애노드전극으로 구획된 상기 제1 수전해실의 각 처리실에 전해수를 급수하는 제1 급수부 내지 제4 급수부와; 상기 제1 수전해실의 상기 제1 급수부 내지 제4 급수부에 대향되는 위치에 형성되고 처리실에서 생성되는 제1 기능수 및 제2 기능수를 각각 배수시키는 제1 배수부 내지 제4 배수부와; 상기 제2 배수부 및 제3 배수부로부터 배수되는 제1 기능수를 공급받아 유통시키는 제1 기능수출수부와; 상기 제1 배수부 및 제4 배수부로부터 배수되는 제2 기능수를 출수시키는 제2 기능수배수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초미세 기능수 제조장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 전원부에 각각 전원을 공급하기 위한 제1 전원공급부를 더 포함하는 초미세 기능수 제조장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 전원공급부는 상기 제1 전원부에 DC 14V ~ DC 18V의 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 초미세 기능수 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 수전해블록부는, 제1 기능수를 공급받아 수전해처리를 수행하는 소정 폭과 소정의 길이를 갖는 제2 수전해실과; 상기 제2 수전해실의 내부에서 소정의 간격을 갖고 좌측으로부터 길이 방향으로 설치한 제2캐소드전극, 제3 애노드전극 및 제3 캐소드전극을 포함하는 제2 전극부와; 상기 제2 캐소드전극과 제3 애노드전극과의 사이에 평행하게 설치되되 양측에 수전해 처리실을 위한 공간이 형성되도록 설치된 제3 이온교환막과, 상기 제3 애노드전극과 제3 캐소드전극과의 사이에 평행하게 설치되되 양측에 수전해 처리실을 위한 공간이 형성되도록 설치된 제4 이온교환막을 포함하는 제2 이온교환막부와; 상기 제2 캐소드전극과 제3 이온교환막, 상기 제3 이온교환막과 제3 애노드전극, 상기 제3 애노드전극과 제4 이온교환막, 및 상기 제4 이온교환막과 제3 캐소드전극으로 구획된 상기 제2 수전해실의 각 처리실에 제1 기능수를 급수하는 제5 급수부 내지 제8 급수부와; 상기 제2 수전해실의 상기 제5 급수부 내지 제8 급수부에 대향되는 위치에 형성되고 처리실에서 생성되는 제3 기능수 및 제4 기능수를 각각 배수시키는 제5 배수부 내지 제8 배수부와; 상기 제4 배수부 및 제8 배수부로부터 배수되는 제3 기능수를 출수시키는 제3 기능수배수부와; 상기 제5 배수부 및 제6 배수부로부터 배수되는 제4 기능수를 출수시키는 제4 기능수배수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초미세 기능수 제조장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 전원부에 각각 전원을 공급하기 위한 제2 전원공급부를 더 포함하는 초미세 기능수 제조장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 전원공급부는 상기 제2 전원부에 DC 18V, DC 26V, DC 32V 또는 DC 38V의 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 초미세 기능수 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 기능수는 69Hz~75Hz의 클러스터 크기를 갖는 약알칼리수인 것을 특징으로 하는 초미세 기능수 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제3 기능수는 50Hz~55Hz의 클러스터 크기를 갖는 약알칼리수인 것을 특징으로 하는 초미세 기능수 제조장치.
제1 수전해실에 공급된 전해수를 제1 애노드전극과 제1 캐소드전극 사이의 제1 이온교환막의 이온교환 작용에 의해, 제1 캐소드전극과 제2 애노드전극 사이의 제2 이온교환막의 이온교환 작용에 의해 상기 제1 캐소드전극측에 65Hz ~ 75Hz 사이즈의 클러스터로 이루어진 약알칼리성의 제1 기능수를 각각 생성하는 단계와;
상기 제1 수전해실에서 생성된 제1 기능수가 제1 기능수유통로를 통해 제2 수전해실에 공급되는 단계와;
제2 수전해실에 공급된 제1 기능수를 제2 캐소드전극과 제3 애노드전극 사이의 제3 이온교환막의 이온교환 작용에 의해 상기 제2 캐소드측 및, 제3 애노드전극과 제3 캐소드전극 사이의 제4 이온교환막의 이온교환 작용에 의해 상기 제3 캐소드측에 50HZ ~ 55Hz의 클러스터 크기를 갖는 약알칼리성의 제3 기능수를 각각 생성하는 단계를 포함하는 초미세 기능수 제조방법.