KR20230089607A

KR20230089607A - 킬레이트 정수 제조장치

Info

Publication number: KR20230089607A
Application number: KR1020210177831A
Authority: KR
Inventors: 송문선
Original assignee: 송문선
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2023-06-21

Abstract

본 발명은 유입된 원수로부터 이물질이 제거된 정수를 다양한 기능의 필터를 이용하여 이물질을 완벽하게 제거하고 미네랄을 용해시키며 용존 산소용량을 높이면서 초순수 물로 변환하고 고도산화공정에 의하여 바이러스를 살균하고 인체에 유해한 중금속과 유기물과 무기물을 제거하며 미네날을 킬레이트화 변환시켜 인체 흡수율과 흡수속도와 활용도를 높여 미네날이 체내에서 영양화 되도록 하는 킬레이트 정수 제조장치에 관한 것으로 외부로부터 유입되는 원수에 포함된 이물질을 제거하고 냄새를 제거하며 세균을 여과하고 미네랄 성분이 용해된 정수로 변환하는 필터그룹부; 필터그룹부로부터 유입된 정수에 포함된 바이러스성 세균을 제거하며 해당 제어신호에 의하여 정수를 전기분해하고 수산화라디칼기와 과산화수소와 오존이 포함된 라디칼 정수를 생성하는 비디디부; 비디디부로부터 라디칼 정수를 유입하고 원적외선 히터로 가열 살균처리하며 정화된 공기를 유입시켜 용존산소 용량을 높이고 고도산화공정에 의하여 유해물질을 제거하며 기능성 세라믹 볼에 포함된 미네날을 용해시켜 킬레이트 정수를 생성하는 고도산화킬레이트부; 고도산화킬레이트부로부터 증류된 킬레이트 정수의 수증기를 응집시켜 포집하는 증류수포집부; 증류수포집부에서 포집된 킬레이트 정수를 유입하여 저장하고 해당 제어에 의하여 배출하는 킬레이트정수배출부를 포함하는 특징에 의하여 유입된 원수를 다단으로 필터링하여 이물질을 완전하게 제거하고 산소용존 용량을 높여 인체에 유익하며 포함된 바이러스를 살균하여 안심하고 음용할 수 있도록 정제된 초순수 물을 제공하는 효과가 있다.

Description

킬레이트 정수 제조장치{MANUFACTURING APPARATUS OF CHELATE WATER PURIFIER}

본 발명은 킬레이트 정수 제조장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 유입된 원수로부터 이물질이 제거된 정수를 다양한 기능의 필터를 이용하여 이물질을 완벽하게 제거하고 미네랄을 용해시키며 용존 산소용량을 높이면서 초순수 물로 변환하고 고도산화공정에 의하여 바이러스를 살균하고 인체에 유해한 중금속과 유기물과 무기물을 제거하며 미네날을 킬레이트화 변환시켜 인체 흡수율과 흡수속도와 활용도를 높여 미네날이 체내에서 영양화 되도록 하는 킬레이트 정수 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수기는 식수로 공급되는 물이 필터를 통과하도록 하여 물에 포함된 이물질 또는 불순물을 제거하는 것으로 최근 상수원의 심각한 오염 또는 상수도의 노후화로 인해 각 가정으로 공급된 물을 안심하고 먹을 수 없게 됨에 따라 정수기를 설치하는 가정이 늘고 있는 실정이다.

정수장치 또는 정수기는 자연수 또는 원수로부터 불순물, 이물질 등을 제거하여 정화하는 다양한 종류의 필터수단을 구비하고 필터수단에 원수를 통과시키면서 불순물, 이물질, 광물질, 유해물질 등이 제거된 물을 식수로 사용하도록 하는 장치이다. 정수기의 정수원리 또는 정수방식에는 자연여과식, 직결여과식, 이온교환수지식, 증류식, 역삼투압식 등이 있다.

자연여과식은 저장된 물이 중력으로 세라믹 필터 등을 통과하면서 정수되는 방식이며, 직결여과식은 수도꼭지에 정수기를 직접 연결하는 방식이고, 이온교환수지식은 이온교환수지 필터를 이용하여 물에 녹아 있는 금속 이온을 분리, 제거하는 방식이며, 증류식은 물이 끓을 때 생기는 수증기를 식혀 정수하는 방식이고, 역삼투압식은 압력으로 물이 반투막을 통과하도록 하여 불순물을 걸러주는 방식이다.

활성탄, 중공사막 등은 자연여과식, 직결여과식에 주로 사용되고 이온 교환식은 양극과 음극 사이에 원수를 통과시키므로 원수로부터 이물질, 중금속을 분리시키며 역삼투압(멤브레인)식은 미세한 구멍이 형성된 막에 압력이 포함된 원수를 통과시키므로 이물질을 제거한다.

활성탄 방식은 숯을 사용하는 것으로 숯에 포함되는 미세한 기공에 의하여 원수에 포함된 냄새와 오염물질을 제거한다.

중공사막은 가운데가 비어 있고 가늘며 긴 실모양이고 다공질의 중공부재로 이루어진 막이다. 즉, 각 중공사막의 중앙부는 축방향으로 계속 연결된 관통공이 형성되어 있고 측벽부에는 매우 작은 구멍(세공)이 다수 형성되어 있으며, 세공(細孔)에 의하여 원수에 포함된 이물질 등의 유입을 차단하므로 정수되며 정수된 물은 축방향의 관통공으로 이동하여 단부에서 배출된다. 중공사막의 미세한 구멍은 세균을 걸러내면서 인체에 유용한 미네날 성분은 그대로 통과시킨다.

역삼투압 방식은 역삼투압 필터 또는 멤브레인 필터를 사용하여 원수를 정화시키는 것으로 농도가 높은 원수에 압력을 인가하면 멤브레인 필터에 의하여 정수된 물이 농도가 낮은 쪽으로 이동되는 방식이며 필터의 구멍이 100만분의 1 밀리미터 정도로 미세하므로 바이러스, 박테리아 등 각종 오염물질이 걸러지는 장점이 있으나 미네날, 마그네슘 등도 함께 걸러진다.

종래기술에 의한 정수기 구성으로 특허출원 제10-2009-0112870호 (2009. 11. 20.)에 의한 “정수기 및 이 정수기의 자동 살균 방법”이 있다.

도 1 은 종래 기술의 일 실시 예에 의한 정수 제조장치의 기능 블록 구성도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 정수기(1)는 수원(11), 필터부(20), 수조부(30), 취출부(40)로 구성된다.

수원(11)은 정수기(1)에 원수를 공급하고, 필터부(20)는 원수를 정수 또는 정화하며, 수조부(30)는 정화된 정수를 저장하고, 취출부(40)는 정수기(1) 케이스의 전면에 노출되어 정수를 배출시킨다.

필터부(20)는 하나 이상의 다수 필터(21)로 구성되며, 필터(21)는 부직포에 의하여 원수에 함유된 이물질과 부유물질을 제거하는 세디먼트 필터(sediment filter), 계면 활성탄에 의하여 원수에 포함된 염소 등의 냄새를 제거하는 프리카본(pre carbon) 필터, 0.001㎛ 정도의 미세한 입자를 여과하는 역삼투 멤브레인(reverse osmosis membrane) 필터, 프리카본 필터의 계면 활성탄보다 흡착력이 상대적으로 우수하여 색소와 냄새를 제거하는 포스트카본(post carbon) 필터, 가운데가 비어 있고 미세한 구멍이 다수 형성된 실로 이루어진 막에 의하여 원수에 포함된 세균 등을 여과하는 중공사막(ultra filtration) 필터, 나노(nano filtration) 필터 중에서 적어도 한 가지 이상이 적용될 수 있다.

그러나 이러한 종래기술에 의한 정수기는 정수에 포함된 바이러스 등의 세균을 신뢰성 있게 살균하지 못하는 문제가 있다.

또한, 인체에 유해한 중금속과 유기물과 무기물을 제거하지 못하고 포함된 미네랄의 인체 흡수률이 매우 낮은 문제가 있었다.

따라서 정수에 포함된 바이러스를 모두 살균하고 인체에 유해한 중금속과 유기물과 무기물을 제거하며 미네랄을 킬레이트화 시켜 인체 흡수률을 높이는 정수장치를 개발할 필요가 있다.

대한민국 특허출원 제10-2009-0112870호(2009. 11. 20) ‘정수기 및 이 정수기의 자동 살균 방법’ 대한민국 특허 등록번호 제10-1295088호(2013. 08. 05) ‘정수기용 순간 냉수장치’ 대한민국 특허 등록번호 제10-1369874호(2014. 02. 26) ‘초음파 발진자를 이용한 정수기’ 대한민국 특허 등록번호 제10-1345426호(2013. 12. 19) ‘초음파를 이용한 정화기능이 개선된 정수기’

상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명은 원수를 다단으로 필터링하여 이물질을 완전하게 제거하고 산소용존 용량을 높여 인체에 유익하며 포함된 바이러스를 살균하여 안심하고 음용할 수 있는 초순수 정수를 제공하는 킬레이트 정수 제조장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 유입된 원수에 포함된 중금속과 유기물과 무기물로 이루어진 유해물질을 고도산화공정으로 제거하고 미네랄을 킬테이트화 시켜 미네랄의 인체 흡수륭과 흡수속도와 활용도가 높아진 킬레이트 정수를 제공하는 킬레이트 정수 제조장치를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 킬레이트 정수 제조장치는 외부로부터 유입되는 원수에 포함된 이물질을 제거하고 냄새를 제거하며 세균을 여과하고 미네랄 성분이 용해된 정수로 변환하는 필터그룹부(1000); 상기 필터그룹부(1000)로부터 유입된 정수에 포함된 바이러스성 세균을 제거하며 해당 제어신호에 의하여 정수를 전기분해하고 수산화라디칼기와 과산화수소와 오존이 포함된 라디칼 정수를 생성하는 비디디부(2000); 상기 비디디부(2000)로부터 라디칼 정수를 유입하고 원적외선 히터로 가열 살균처리하며 정화된 공기를 유입시켜 용존산소 용량을 높이고 고도산화공정에 의하여 유해물질을 제거하며 기능성 세라믹 볼에 포함된 미네날을 용해시켜 킬레이트 정수를 생성하는 고도산화킬레이트부(3000); 상기 고도산화킬레이트부(3000)로부터 증류된 킬레이트 정수의 수증기를 응집시켜 포집하는 증류수포집부(4000); 상기 증류수포집부(4000)에서 포집된 킬레이트 정수를 유입하여 저장하고 해당 제어에 의하여 배출하는 킬레이트정수배출부(5000); 를 포함할 수 있다.

상기 필터그룹부(1000)로부터 유입된 정수를 상기 증류수포집부(4000)에 분리된 수밀상태로 유입시켜 증류수가 된 킬레이트 정수의 온도를 낮추어 응축시키고 상기 정수를 상기 비디디부(2000)에 공급하는 열교환부(6000); 를 더 포함할 수 있다.

상기 고도산화킬레이트부(3000)에 연결 설치되고 외부의 주변 공기를 유입하여 이물질과 곰팡이균과 바이러스를 여과하여 제거한 후 상기 고도산화킬레이트부(3000)에 공급하는 공기여과유입부(7000); 를 더 포함할 수 있다.

상기 킬레이트 정수 제조장치를 구성하는 각 기능부의 운용 상태를 감시하고 내장된 프로그램에 의하여 해당 제어신호를 각각 출력하며 외부와 통신하는 킬레이트운용관리부(8000); 를 더 포함할 수 있다.

상기 비디디부(2000)로부터 라디칼 정수를 유입하고 해당 제어신호에 의하여 상기 라디칼 정수를 가열 저장하여 배출하는 라디칼정수배출부(9000); 를 더 포함할 수 있다.

상기 필터그룹부(1000)는 외부로부터 원수를 유입 받고 10 내지 100 마이크로 미터 크기 이상의 이물질을 여과하는 프리필터(1100); 상기 프리필터(1100)로부터 유입된 정수에 포함된 냄새와 염소를 여과하는 카본필터(1200); 상기 카본필터(1200)로부터 유입된 정수에 포함된 세균과 바이러스를 여과하고 살균하는 은나노필터(1300); 상기 은나노필터(1300)로부터 유입된 정수에 포함된 1 마이크로 미터 크기 이상의 이물질을 여과하는 중공사막필터(1400); 상기 중공사막필터(1400)로부터 유입된 정수에 포함된 냄새와 이물질을 흡착시켜 제거하고 미네랄을 용존시키는 세라믹필터(1500); 상기 세라믹필터(1500)로부터 배출되는 정수의 용량을 검출하는 정수유량계(1600); 를 포함할 수 있다.

상기 프리필터(1100)와 카본필터(1200)와 은나노필터(1300)와 중공사막필터(1400)와 세라믹필터(1500)는 원수 또는 정수의 액체가 유입되는 각각의 유입구(in)와 배출되는 각각의 배출구(out)를 동일한 하단면에 각각 구비하는 구성으로 이루어질 수 있다.

상기 비디디부(2000)는 용기 형상을 하며 일 측면에 형성된 유입경로(2110)를 통하여 열교환부(6000)에 연결되고 상기 정수를 해당 제어신호에 의하여 정량 유입 저장하는 비디디탱크부(2100); 상기 비디디탱크부(2100)의 내부 바닥면 일측 일부분에 고정 설치되고 해당 제어신호에 의하여 254 나노미터(nm) 파장의 자외선을 출력하는 무전극램프(2200); 상기 비디디탱크부(2100)의 내부 바닥면 타측 일부분에 고정 설치되고 해당 제어신호에 의하여 정수를 전기분해하므로 수산화라디칼기와 과산화수소와 오존이 포함된 라디칼 정수를 생성하는 칩비디디전극(2300); 상기 비디디탱크부(2100)의 상측면 일부분에 연결 설치되고 라디칼 정수를 상기 고도산화킬레이트부(3000)와 라디칼정수배출부(9000)에 각각 배출하는 배출경로(2400); 상기 배출경로(2400)와 고도산화킬레이트부(3000) 사이에 연결 설치되어 고도산화킬레이트부(3000)의 킬레이트 정수가 비디디탱크부(2100)로 역류하거나 라디칼정수배출부(9000)에 유입되지 못하도록 차단하는 일방향체크밸브(2500); 를 포함할 수 있다.

상기 칩비디디전극(2300)은 니오븀(niobium) 막대로 이루어지고 표면에 다이아몬드 가루와 붕산으로 코팅되어 양극을 형성하는 양극부(2302); 상기 양극부(2302)의 외부 전체를 절연상태로 감싸는 이온교환막(2304); 상기 이온교환막(2304)의 외부 전체를 코일 형상으로 감싸고 음극을 형성하며 스텐레스 스틸로 이루어지는 음극부(2306); 를 포함할 수 있다.

상기 칩비디디전극(2300)은 상기 양극부(2302)와 음극부(2306) 사이에 24 볼트의 직류를 0.5 암페어 크기로 공급하는 구성으로 이루어질 수 있다.

상기 양극부(2302)는 전체 직경이 1.4 내지 1.6 밀리미터이며 길이 5 내지 30 밀리미터의 니오븀(niobium) 막대의 표면에 1 내지 10 마이크로미터 직경 크기의 다이아몬드 가루를 핫 필라멘트 화학적 증기증착(HFCVD) 방식으로 9 내지 10 시간 동안 증착하여 400 내지 500 마이크로미터 두께를 코팅하여 다이아몬트 코팅층을 형성하고 상기 다이아몬드 코팅층 위에 400 내지 500 마이크로미터 두께로 붕산을 코팅하여 붕산층을 형성하여 이루어질 수 있다.

상기 이온교환막(2304)은 두께 1.2 내지 1.3 밀리미터 두께의 절연물질로 이루어지고 상기 양극부(2302)의 외부 전체를 감싸는 구조로 이루어질 수 있다.

상기 이온교환막(2304)은 테프론으로 이루어질 수 있다.

상기 음극부(2306)는 외경이 4 밀리미터이고 0.25 밀리미터 직경의 스테인레스 스틸이 1 내지 2.2 밀리미터 간격으로 균일하게 나선형으로 감겨 이루어질 수 있다.

상기 붕산층은 상기 다이아몬드 코팅층이 형성된 상태를 99.99 % 수소 기체가 532 sccm의 유속으로 유동하고 100 토르(Torr)의 압력이 인가되는 챔버에 투입하여 보론트리옥사이드(B2O3)가 10 시간 동안 증착되어 이루어지되 탄소가 10 sccm의 유속으로 공급되고 탄소에 대한 붕소의 비율을 10**4 ppm으로 혼합되며, 수소 기체는 탄소와 붕소가 이동되는 캐리어 개스(carrier gas)로 사용되어 이루어질 수 있다.

상기 고도산화킬레이트부(3000)는 상기 비디디부(2000)와 하단 면 일 부분을 통하여 관통 연결되고 상측 면이 개방된 용기형상을 하며 라디칼 정수를 유입 저장하는 킬레이트탱크부(3100); 상기 킬레이트탱크부(3100)의 일측에 연결 설치되고 내부 중앙부분으로 연장 설치되며 해당 제어신호에 의하여 유입된 상기 라디칼 정수를 원적외선으로 가열하여 수증기로 변환시키는 원적외선히터(3200); 상기 킬레이트탱크부(3100)의 내부에 하나 이상 다수가 충진되고 볼 형상을 하며 각각 부석 또는 세라믹으로 이루어지는 볼필터(3300); 상기 킬레이트탱크부(3100)의 내부 하단부분에 고정 설치되고 공기여과유입부(7000)로부터 공급된 공기를 마이크로 미터 입자 크기로 배출하는 산기관(3400); 상기 킬레이트탱크부(3100)의 내측 상부 일부분에 고정 설치되고 유입된 상기 라디칼 정수의 수위와 온도를 검출하는 온도수위센서(3500); 를 포함할 수 있다.

상기 볼필터(3300)는 부석 또는 세라믹 볼을 섭씨 2200 내지 2400 도 범위에서 열처리하여 중금속과 유해성 물질을 제거하여 하나 이상 다수의 기공이 형성되어 이루어질 수 있다.

상기 온도수위센서(3500)는 상기 라디칼 정수의 레벨을 검출하면서 온도가 섭씨 65 내지 100 도 범위를 미달하거나 초과하는 상태를 검출하는 구성으로 이루어질 수 있다.

상기 증류수포집부(4000)는 가열된 라디칼 정수의 수증기가 통과하는 하나 이상 다수의 수증기관통공(4100); 상기 수증기관통공(4100)을 통과한 라디칼 정수의 수증기가 응축되어 떨어지는 상태를 포집하고 반이 절개된 파이프 형상을 하며 하나 이상 다수로 이루어지는 응축수포집관(4200); 상기 응축수포집관(4200)이 각각 포집한 라디칼 정수를 모으는 원형수집관(4300); 상기 원형수집관(4300)의 일측 하단에 설치되어 모아진 라디칼 정수를 배출하는 응축수 배출관(4400); 을 포함할 수 있다.

상기 열교환부(6000)는 상기 필터그룹부(1000)로부터 정수를 정량 유입하여 저장하고 밀폐된 용기 형상을 하며 저장된 정수를 비디디부(2000)로 배출하는 열교환용매탱크부(6100); 상기 열교환용매탱크부(6100)의 상측 면에 밀착 설치되어 상기 열교환용매탱크부(6100)에 유입된 정수의 온도를 외부에 전달하며 하나 이상 다수의 방열날개로 이루어지는 제 1 방열판(6200); 상기 열교환용매탱크부(6100)의 하측 면에 밀착 설치되며 상기 제 1 방열판(6200)에 연결되고 상기 열교환용매탱크부(6100)에 유입된 정수의 온도를 외부에 전달하며 하나 이상 다수의 방열날개로 이루어지는 제 2 방열판(6300); 상기 제 1 방열판(6200)의 상부에 고정 설치되며 해당 제어신호에 의하여 외부 공기를 유입하고 상기 방열날개에 공급하는 방열팬(6400); 을 포함할 수 있다.

상기 공기여과유입부(7000)는 만곡된 반구 형상을 하며 하나 이상 다수의 관통공이 형성되어 외부의 공기를 유입하며 내부를 외부의 물리적 충격으로부터 보호하는 공기필터뚜껑부(7100); 상기 공기필터뚜껑부(7100)의 내부에 채워지고 유입된 공기에 포함된 이물질을 1차 여과하는 공기프리필터(7200); 상기 공기필터뚜껑부(7100)와 상측외곽이 나사결합하는 상자 형상을 하며 내부 상측에 다수의 중공사막 에어필터(7310)가 각 중공사막의 입구 또는 출구 부분을 에폭시로 고정시켜 설치되며 곰팡이와 바이러스 세균을 여과하고 하측 단면에 정화된 공기가 배출되는 에어배출공(7320)이 형성된 공기필터본체부(7300); 상기 에어배출공(7320)에 관통 연결되고 해당 제어신호에 의하여 흡입된 외부 공기를 고도산화킬레이트부(3000)의 방향으로 배출시키는 무소음에어펌프(7400); 를 포함할 수 있다.

상기 라디칼정수배출부(9000)는 상기 비디디부(2000)로부터 유입된 라디칼 정수를 저장하는 제 1 정수탱크부(9100); 상기 제 1 정수탱크부(9100)의 내부 일측에 설치되고 해당 제어신호에 의하여 유입된 라디칼 정수의 온도를 가열하여 조절하는 제 1 정수히터부(9200); 상기 제 1 정수탱크부(9100)의 외부 일측에 설치되고 해당 제어신호에 의하여 저장된 라디칼 정수를 배출하는 제 1 정수밸브(9300); 를 포함할 수 있다.

상기 킬레이트정수배출부(5000)는 상기 증류수포집부(4000)로부터 유입된 킬레이트 정수를 저장하는 킬레이트정수탱크부(5100); 상기 킬레이트정수탱크부(5100)의 외부 상측 일부분에 설치되어 내부 압력을 일정하게 평형 유지하고 중공사막 필터로 이루어지는 압유지에어벤트(5200); 상기 킬레이트정수탱크부(5100)의 외부 일측에 설치되고 해당 제어신호에 의하여 저장된 킬레이트 정수를 배출하는 킬레이트정수밸브(5300); 를 포함할 수 있다.

상기 정수유량계(1600)는 상기 정수를 해당 제어신호에 의하여 정량으로 공급하는 정량펌프로 이루어질 수 있다.

상기 볼필터(3300)는 제올라이트와 세라믹과 카본 중에서 선택된 어느 하나 또는 선택된 어느 하나 이상이 혼합되어 이루어질 수 있다.

상기 볼필터(3300)는 직경이 2 내지 7 밀리미터 범위 중 선택된 어느 하나의 값에 의한 크기 또는 어느 하나 이상 다수의 값에 의한 다양한 크기로 이루어질 수 있다.

상기 볼필터(3300)는 실리카무기바인더와 이산화티탄이 포함된 액체 속에 침지시켜 표면을 코팅하고 섭씨 800 내지 1500 도 범위에서 20 내지 40 분간 열처리하여 코팅표면을 안정하게 경화시켜 이루어질 수 있다.

상기 킬레이트정수밸브(5300)는 킬레이트운용관리부(8000)의 해당 제어신호에 의하여 원격으로 구동되어 킬레이트 정수의 배출을 선택 조절하는 켈레이트솔레노이드 밸브: 를 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 정수밸브(9300)는 킬레이트운용관리부(8000)의 해당 제어신호에 의하여 원격으로 구동되어 라디칼 정수의 배출을 선택 조절하는 라디칼솔레노이드 밸브: 를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 유입된 원수를 다단으로 필터링하여 이물질을 완전하게 제거하고 산소용존 용량을 높여 인체에 유익하며 포함된 바이러스를 살균하여 안심하고 음용할 수 있도록 정제된 초순수 물을 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 유입된 원수에 포함된 중금속과 유기물과 무기물 등이 포함된 유해물질을 고도산화공정으로 완벽하게 제거하고 미네랄을 킬테이트화 시켜 미네랄의 인체 흡수률과 흡수속도와 활용도를 높인 킬레이트 정수를 제공하는 장점이 있다.

도 1 은 종래 기술의 일 실시 예에 의한 정수 제조장치의 기능 블록 구성도,
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 킬레이트 정수 제조장치의 기능 블록 구성도,
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 필터그룹부의 기능 블록 구성도,
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 비디디부의 기능 구성 부분단면사시도,
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 칩비디디전극의 세부 기능 구성도,
도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 고도산화킬레이트부의 기능 구성 부분단면 사시도,
도 7 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 증류수포집부의 기능 구성 사시도,
도 8 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 열교환부의 기능 구성 사시도,
도 9 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 공기여과유입부의 기능 구성 사시도,
그리고
도 10 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 킬레이트 정수 제조장치의 기능 블록 사시도 이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 킬레이트 정수 제조장치의 기능 블록 구성도 이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 필터그룹부의 기능 블록 구성도 이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 비디디부의 기능 구성 부분단면사시도 이고, 도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 칩비디디전극의 세부 기능 구성도 이고, 도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 고도산화킬레이트부의 기능 구성 부분단면 사시도 이고, 도 7 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 증류수포집부의 기능 구성 사시도 이고, 도 8 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 열교환부의 기능 구성 사시도 이고, 도 9 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 공기여과유입부의 기능 구성 사시도 이고, 도 10 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 킬레이트 정수 제조장치의 기능 블록 사시도 이다.

킬레이트(Chelate)는 그리스어의 chel 에서 유래한 말이며 영어의 claw(발톱)를 뜻하고 집게발로 물건을 꽉 잡을 수 있는 형상을 의미하며, 화학 기술 분야에서는 새가 먹이를 발톱으로 꽉 움켜쥐는 형상과 같이 미네랄이 아미노산 등 유기물의 ligand(리간드, 배위자)에 의해 발톱으로 꽉 잡듯 결합한다는 의미로 사용되는 단어(용어)이다.

미네랄은 철, 구리, 아연, 망간 등 2 가의 양이온을 가진 금속이며 광물의 일종으로 광석에서 추출하므로 광물질 또는 무기물이라고도 한다.

음식 또는 음료 등에 첨가되는 미네랄도 광석에서 추출된 것이며 무기태 미네랄이라 하고, 무기태 미네랄을 동물 또는 식물이 포함되는 생물체가 섭취하는 경우 그 체내에서 유기물과 킬레이트 결합하게 되며 이러한 형태를 킬레이트태 미네랄이라고 한다.

킬레이션(Chelation)은 새로운 개념이 아니라 자연상태에서 생물체의 미네랄 흡수와 대사를 원활히 수행하기 위한 생명의 기본활동으로 미네랄은 동식물체 내에서 킬레이트 형태로 결합되어 존재하는데 일 실시례로, 혈색소와 철분, 엽록소와 마그네슘 등이 있다.

철분은 엽록소 내에서 4 개의 질소와 킬레이트 되어 있다. 만약 철분이 이와 같이 체내에서 킬레이트화 되어 있지 않다면 산소와 결합하여 산화철이 되므로 생명체는 생명을 유지할 수 없게 된다.

킬레이트를 영양학적으로 정의하면 2 가의 광물질이 한 개 이상의 아미노산과 공유결합 및 이온결합을 통하여 이형환상물(heterocyclic ring)을 형성하는 것으로 정의된다.

킬레이트의 영양학적 효과는 킬레이트 상태의 광물질이 산화태나 인산태보다 생물체 내에 존재하는 상태의 광물질과 유사하여 흡수 이용률이 높아 동식물의 생산성을 향상시키게 된다.

미네날의 형태에 따른 체내에서 흡수 이용률은 아래의 표1 과 같다.

	Control	Amino acid chelate	Carbonate	Sulfate	Oxide
Cu	Trace	33	12	8	11
Mg	7	94	77	36	23
Fe	23	298	82	78	61
Zn	14	191	87	84	66

상기 표는 Cu, Mg, Fe, Zn의 무기태 및 chelates 흡수율을 비교한 것이다.

아미노산과 킬레이트된 미네랄은 자연상태에서 존재하는 각종 형태의 미네랄보다 3∼4배의 높은 흡수 이용률을 보여주고 있다.

이와 같이 킬레이트태 미네랄의 흡수 이용률이 높은 이유는 소화 흡수기전이 틀리기 때문인데 일례로 동물이 무기태 미네랄을 섭취했을 때는 이온화된 금속이온과 장점막에 존재하는 integral protein 이 킬레이트 결합을 하였다가 다시 분리되고 Carrier protein 과 킬레이트 결합되는 복잡한 이온흡수 과정을 거쳐야 하는 반면 킬레이트 미네랄은 이러한 복잡한 과정을 거치지 않고 아미노산과 dipeptide 가 흡수되는 경로를 따라 장점막 세포로 곧바로 흡수되는 활성흡수 방법으로 흡수가 되기 때문이다.

또한, 무기태 미네랄은 위의 내부에서 이온형태로 분리 될 때 2 가의 양이온을 띄게 되는데 장내에 존재하는 음이온을 띄는 인산, oxalic acid, phytic acid, 섬유소 등과 결합하여 불소화 물질이 되므로 흡수 이용률이 현저히 낮아지게 된다.

Chelate mineral의 흡수기전은 아래의 표 2와 같다.

흡수	무기태 mineral	아미노산 chelate mineral
형태	이온흡수	활성흡수, 확산작용
방법	* 금속이온이 장점막의 intergral protein과 결합 * pH 변화에 의해 intergral protein에서 분리되어 protein(운반단백질)과 chelation * 점막세포의 기저부로 이동	*무기태와 같은 이온화 과정을 거치지 않고 위장을 통과 bypass하여 dipeptide가 흡수되는 것과 같은 방법으로 밀수(smuggle)되듯이 점막 세포로 흡수
장소	*pH가 낮아 용해성을 유지할 수 있는 십이지장 부위	* 십이지장의 이온흡수 장소를 지나서 소장에서 최대로 흡수 * 세포막을 통과하여 혈장으로 흡수
작용	* 장내 pH나 phosphate, oxalic acid, phytic acid, 섬유소 등에 흡수 저해 * 음이온 물질과 결합하여 흡수 불가능한 물질로 변형	* 장내 pH나 기타 방해물질의 영향을 적게 받음 *이온으로 분리되지 않고 신속히 흡수(Ashmead 등, 1985, Ashmead와 Zunino 1993)

생체의 장 내부에 금속이온이 흡수되기 위해서는 기본적으로 장 단백질과 아미노산에 의해 금속이온이 킬레이트화 되어야 한다.

금속은 분리된 이온으로서 흡수나 대사가 되지 않지만 유기분자에 결합되면 흡수가 가능해진다. 킬레이션은 리간드(수용체에 결합하는 분자)라 불리는 킬레이팅 물질 내에서 1 개 이상의 공여원자가 배위공유결합을 통해 금속이온과 결합해 링 모양의 분자를 만드는 것이다.

미네랄은 생체 내에서 소화작용에 의하여 분해되거나 이성화되지 않는 금속성 원자이다.

미네랄이 양이온으로 되려면 무기성 음이온의 도움이 필요하며, 이온으로 전환된 미네랄이온은 생성됨과 동시에 배위자에 의하여 킬레이트되어 이온의 성질이 상실되지 않도록 보호되어야 하고, 이러한 배위자 노릇을 하는 물질이 단백질의 부분분해물인 올리고펩티드이다.

미네랄 이온을 배위한 분자는 미네랄 이온과 올리고펩티드 사이에 배위공유결합을 하고 있는 상태이며 배위자 자신의 특성을 상실한 채 배위된 미네랄 이온의 기능만을 발휘할 수 있도록 하는 보조적인 활동을 하여준다.

만일 배위자가 아미노산 단분자이고 미네랄 이온이 2 가일 경우는 미네랄이온 한 원자에 2 분자의 아미노산이 결합하게 되므로, 이러한 화합물은 킬레이트 화합물이 아닌 단순 미네랄의 유기염에 지나지 않는다.

이와 같이 결합된 화합물은 킬레이트라 하지 않고 미네랄아니네이트 또는 미네랄디아미네이트로 표시되며, 미네랄이온의 분자외각 노출이 가능하여 주위에 있는 다른 물질과 조건에 따라 이차적인 반응을 일으킬 수 있다.

아미네이트는 미네랄의 유기산염이나 착염으로 분자 내에 존재하는 미네랄은 이온상태가 아닌 완전한 화학결합이고, 배위자 부피가 적어 미네랄이온이 분자 밖으로 노출되므로 미네랄과 유기산 각각의 물성을 발휘하게 된다.

특히, 이들은 수용액에서 전해되므로 매체 내에 다른 물질을 접촉시키면 쉽게 화학반응을 일으키게 된다.

그러나 킬레이트 화합물은 미네랄이온이 배위자와 단단한 정전기 결합과 배위공유 결합을 동시에 하고 있으며, 미네랄 이온의 노출을 완전히 차단한 상태이기 때문에 킬레이트 화합물은 아미네이트와 다르다.

따라서 체내흡수를 위한 미네랄의 배위자는 단백질이 부분 분해된 올리고 펩티드가 이상적이다.

올리고펩티드는 아미노산이 9 개 이하의 분자결합상태를 의미하며 올리고펩티드중에서도 6 ~ 8 개로 이루어진 펩티드가 가장 이상적이다.

킬레이트는 미네랄이온의 역가에 대응하는 수의 아미노산과 결합된 것이 아니고 펩티드사슬의 잉여 곁사슬에 존재하는 잔류카르복실기와 아민기 사이에 일어나는 특수한 결합이다.

킬레이트는 금속이온과 배위자 사이에 일어나는 결합으로 한쪽은 정전기 결합인 이온과 이온 또는 이온과 쌍극자 사이에 결합이 일어나고 다른 쪽은 공유결합을 구성하고 있는 배위공유결합이다.

킬레이트 화합물은 일단 미네랄이온과 펩티드가 킬레이트되면 단분자나 2 분자의 아미노산과 결합된 구조가 아닌 5 분자 이상의 아미노산으로 이루어진 펩티드분자와 배위공유결합을 하기 때문에 킬레이트된 미네랄이온이 분자외각으로 노출 되지 않아 미네랄 이온과 직접적인 화학반응이 불가능하고 펩티드된 단백질의 곁사슬과 배위공유결합된 것으로 킬레이트된 미네랄이온과 펩티드 각각의 성분기능을 발휘하는 것이 아니라 킬레이트화합물 전체로서의 성질을 갖게 된다.

킬레이트 화합물의 안정성은 분자적 구조에 의하여 결정되고, 다음으로 킬레이트를 형성할 수 있는 배위자와 수화된 미네랄이온과의 반응이 평형상태를 이룰 수 있느냐 또는 없느냐에 달려있다.

특히, 미네랄의 수화는 필수조건이며 킬레이트 결합은 배위공유결합이 전제조건이기 때문이다.

여기서 중요한 것은 미네랄이온을 배위할 수 있는 배위자의 구조와 배위자인 펩티드분자에 미네랄 이온을 킬레이트 할 수 있는 곁사슬을 어느 정도 가지고 있느냐에 따라 킬레이트의 가능성이 결정된다.

3 개의 아미노산으로 구성된 트리펩티드일 경우는 미네랄 이온을 킬레이트 할 수 있는 곁사슬을 가지고 있다 하더라도 카르복실기와 아민기의 전체수가 3 개뿐이고 전체적인 펩티드의 길이가 짧아 미네랄이온을 충분하게 포위할 수 없어 킬레이트구조를 형성할 수가 없다. 킬레이트 안정성에 영향을 주는 또 하나의 조건은 1 개의 미네랄이온과 작용하고 킬레이트고리의 수에 따른다. 고리의 수가 많으면 많을수록 안정성이 증가된다.

미네랄이온을 여러방향에서 배위공유결합을 하고 있기 때문에 더욱 안정성을 갖는다. 그렇지만 킬레인트 화합물의 안정성에 치우치다 보면 분자의 부피가 커지므로 흡수는 물론이고 체내에서 이동에 무리를 일으키게 된다. 장의 막에서 영양분을 흡수하는 융합단백질의 분자량이 24,000 ~ 28,000 밖에 되지 않기 때문에 큰 분자를 가지고 있는 물질은 흡수가 될 수 없다.

미네랄이온과 킬레이트된 펩티드분자는 적을수록 세포막에 존재하는 융합단백질을 통하여 세포내로 흡수 될 수 있다. 그러나 펩티드 분자의 저급화도 한정이 있다.

펩티드를 구성하고 있는 아미노산의 수가 4 개 이하의 펩티드는 킬레이트가 불안정하여 펩티드-디-아미네이트 화합물로 되므로 직접적인 흡수에 도움이 되지 못한다. 1 개나 2 개, 많게는 3 개의 아미노산이 결합되었다 하더라도 이들은 킬레이트 되었다 할 수 없고 아미네이트의 화합물로 보아야 한다.

킬레이트 분자의 중앙위치에 자리 잡고 있는 미네랄 이온을 안정한 상태로 유지하려면 배위자, 미네랄이온의 전자구조와 크기, 미네랄이온의 산화상태, 배위수와 입체적 구조조건이 적당해야 한다.

* 킬레이트 미네랄(유기태 미네랄)의 역사 ;

킬레이트 미네랄의 역사는 1900년대 초로 거슬러 올라간다.

1. 1900년대 초(초산 : 미네랄 = 2:1) ; 아직 일부에서 사용되고 있으나 미네랄과 초산의 결합력이 약해 위 내부에서 미네랄이 초산과 분리되는 단점이 있다.

2. EDTA ; 1950년대 개발된 것으로 초산대신에 EDTA(Ethylene Diamine Tetra Acetic Acid)를 사용한 것이지만 체내 흡수 이용률이 낮은 단점이 있다.

3. 해조류 제품(Algal Polysaccride) ; 미역이나 다시마 등 해조류를 건조 분쇄하여 여기에 미네랄을 혼합시킨다.

4. 아미노산 복합물(Metal Amino Acid) ; 미네랄과 아미노산을 각각 1:1 결합시킨다.

5. 아미노산 킬레이트(Metal Amino Acid Chelate) ; 미네랄:아미노산 = 1:2(킬레이트결합 = 아연:메치오닌) 결합시킨 것으로 체내 흡수율을 극대화 시키는 장점이 있다.

* 킬레이트 미네랄 ; 미량의 광물질을 저분자 펩타이드에 결합시킨 킬레이트 미네랄로, 저분자 펩타이트를 단일 원소에 결합시켰기 때문에 분자 크기가 세포막을 투과하기에 적당하고 매우 안정적이며 다른 성분으로 인한 흡수 저하나 장해도 받지 않고 장벽을 통해 직접 흡수되므로 생체내 흡수와 생리적 이용률이 탁월하다.

* 킬레이트미네랄의 특성과 효능 ;

1. 높은 안정성으로 이온 결합과 배위 결합의 이중 구조로 소화기를 거치는 중에 분해가 되지 않고 소장에서 활성 흡수가 일어난다.

2. 미네랄 흡수경로가 아닌 아미노산 흡수 경로로 흡수되어 그 이용성이 매우 좋다.

3. 전기적 중성을 띠고 있어 소화기관내의 어떤 물질로 부터 방해 받지 않고 흡수 이용 된다.

4. 분자량이 400 이하의 소립자로 장벽에서 바로 흡수 이용된다.

* 킬레이트미네랄의 장점

미네랄은 골격구성, 체내 삼투압조절, 체액의 산과 염기의 평형상태 유지, 각종 효소 활성제, 에너지 발생 작용조절 효소 구성성분, 비타민 구성성분, 위산 구성 성분, 호르몬 구성성분, 운반물 구성성분들의 생명유지의 필수적인 역할을 하고 있다.

이중 철의 경우는 헤모글로빈이나 싸이토크롬 합성에 사용되며 적혈구의 생산, 번식생리, 면역계, 호르몬 생산, 효소체계에 관여 하는 매우 중요한 영양소이다.

아연은 주요 효소의 구성 물질이며 호르몬 합성, 저장, 분비를 촉진하고 단백질 핵산의 합성과 대사에 관여하며 생식기관의 발육과 기능을 가능케 하고 면역 체계를 유지 하는 등 신진 대사에 없어서는 안될 중요한 영양소 이다.

구리는 혈구의 조성에 관계 효소의 성분이며 특히, 성장 촉진에 없어서는 안될 매우 중요한 영양소 이다.

이들 주요 미네랄이 결핍되면 면역기능의 저하, 생리기능 이상 등이 발생하는 것으로 알려져 있고, 미네랄 결핍을 최소화하기 위해 미네랄을 보충한다.

여기서 가장 큰 문제는 미네랄의 흡수와 이용이다.

식품에 첨가하는 미네랄은 대부분 무기형태의 미네랄로 흡수 이용률이 체내에 존재하는 천연 미네랄에 비해 많이 떨어지지만, 그렇다고 다량의 미네랄을 첨가 할 수도 없다. 미네랄은 소화 흡수율이 낮아 대부분이 소변으로 배출되기 때문이다.

반면 킬레이트 미네랄(유기태 광물질)은 생체에 존재하고 있는 미네랄과 유사한 형태로 미리 만들어져서 섭취와 동시에 체내에서 바로 활성 흡수가 일어나게 된다. 킬레이트미네랄의 흡수 이용율은 80 ~ 90 % 에 달한다.

한편, 물을 전기분해하기 위하여는 충격 방전의 스파크가 일어나는 과전압(overvoltage)과 같은 활성화 에너지가 필요하고, 과전압(overvoltage)은 정상 운전시에 두점 선로 사이에서 나타나는 최고 전압값 보다 높은 전압(일반적으로 + 5 % 이상) 값이 오랜 시간(일반적으로 1 초 이상) 공급되는 현상으로, 전극에서 어떠한 반응이 실제로 일어나고 있을 때의 전압과 동일한 반응이 동일 전극에서 가역적으로 평형을 유지하며 일어나는 전압 차의 전압의 피크치를 넘는 과잉전위 전압으로 정의된다.

일반적으로 백금(Pt) 전극 또는 불용성 금속코팅 전극(DSE : Dimensionally stable electrode)에 의하여 발생되는 과전압(overvoltage)은 수 100 밀리볼트(mV) 이하인데 비하여 비디디(BDD : boron-doped diamond) 전극의 과전압은 1 볼트(V) 이상으로 매우 크다.

물을 전기분해하는 경우 양극에서는 산소원자(O) 2 개가 결합된 O2 발생에 부가하여 수산화라디칼기(OH기, HO*), 과산화수소(H2O2, hydrogen peroxide), 오존(O3, ozone)의 활성산소 생성에 충분히 귀중한(noble) 전위가 유지된다.

본 발명의 설명에서 수산화라디칼기와 라디칼은 같은 의미이며 문맥에 적합하게 선택적으로 사용할 수 있다.

이온교환막을 이용한 2 실 전해조에서 초순수를 전해할 때 비디디(BDD) 전극에서는 과산화수소(H2O2)와 오존(O3)이 동시에 대량 합성되고, 전자스핀공명(ESR ; Electron Spin Resonance)에 의해서는 OH기(HO*)가 검출된다.

비디디(BDD) 전극을 사용한 전해조에서는 오존(O3)을 주성분으로 하는 고도산화공정(AOP : advanced oxidation process)에 의하여 오존이 발생하며 다음과 같은 화학식으로 발생된다.

화학식 1 ---

이산화납(PbO2), 백금(Pt), 이산화티탄(TiO2), 이산화주석(SnO2) 및 등록상표 DSE로 이루어지는 전극은 비디디(BDD) 전극 보다 산화력이 작고 안정성이 부족하며 큰 전류밀도를 흘릴 수 없는 문제가 있다. 비디디(BDD) 전극을 사용한 전해조에서 라디칼 수를 대량 생성할 수 있다.

비디디(BDD) 전극이 무기물을 전기분해하는 특성을 살펴보기로 한다.

0.5 몰(mol) dm**-3 의 소금(염화나트륨, NaCl, sodium chloride)과 0.2 몰 dm**-3 의 황산나트륨(Na2SO4) 수용액을 사용하는 경우 백금(Pt)의 양극은 소금(NaCl) 수용액에서 Cl2가 발생하고, 황산나트륨(Na2SO4) 수용액에서는 O2가 발생한다.

비디디(BDD)의 양극은 백금(Pt)의 양극에 비하여 2 배 이상 빠른 속도로 차아염소산(HClO)을 생산(생성)하고 원료염분은 과염소산이온(ClO4-)으로 산화된다.

과염소산이온(ClO4-)으로 산화시키는 BDD 전극은 백금(Pt) 전극보다 우수한 성능을 발휘한다. 또한, BDD 전극은 과황산이온(S2O82-) 수용액에서 70 % 이상의 전류 효율을 얻을 수 있다. 과탄산이온(C2O62-)의 탄산염과 알칼리를 원료로 하고 BDD 전극을 사용하는 저온 전해에서는 상용의 백금(Pt) 전극과 비교하여 3 배 이상의 효율을 얻고, 요소산(IO3-)은 과요소산이온(IO4-)을 고효율로써 합성시킬 수 있다. 또한, BDD 전극은 용융염에서 불소(F2)와 질화불소(NF3)를 가스 합성하는데 있어서 흑연과 니켈(Ni)을 대체하는 전극으로 주목 받는다.

비디디(BDD) 전극이 유기물을 전기분해하는 특성을 살펴보기로 한다. BDD 전극은 포름산, 페놀 등의 분해대상 물질에 대하여 종래의 전극과 비교하여 이산화탄소(CO2) 를 분해하는 특성이 뛰어나고 또한, 산화환원에 의해 유기화합물을 저분자로 분해하는 유기폐수처리 응용 분야에서 비교적 매우 적합하다는 수많은 보고서가 알려져 있다.

유기물의 분해 방식에는 ① 직접전해, ② 전극표면에 생긴 OH기에 의한 간접전해, ③ 오존, 과산화수소와 전해질 본래의 과산화물 등의 활성종에 의한 간접전해, ④ 활성종에서 생긴 OH기에 의한 간접전해 가 있다.

BDD 전극은 간접반응을 발생하므로 저농도의 대상물질을 분해와 살균 처리하는데 유용하다.

일례로, Cyan 착체는 PbO2 전극으로써도 분해될 수 있지만 BDD 전극을 사용하는 편이 보다 작은 전기량으로 분해를 가능하게 하고 또한, 장치의 크기 또는 규모를 작게할 수 있다.

포름산의 분해전위는 O2 발생전위보다 낮으므로 산화반응이 용이하게 진행될 수 있다. Na2CO3 및 NaHCO3 수용액에서 포름산 농도에 대응하는 총 유기탄소(TOC; Total Organic Carbon) 감쇠비율은 BDD 전극이 현저하게 우수하다.

한편, 페놀(C6H5OH)의 분해전위는 O2 발생전위보다 낮으므로 용이하게 산화반응이 진행할 수 있다. 관(pipe)상의 전해조 내에 BDD 전극을 설치하고 화학도금 폐수처리를 실시하면, BDD 전극의 음극표면에 금속회수와 동시에 잔존하는 차아인산, 아인산과 유기화합물을 산화 분해할 수 있고, 방류 가능한 농도영역까지 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

BDD 전극을 이용하여 산업공업용수에 함유된 유기물질을 분해하는 시험이 매우 많이 보고되고 있다. TOD, 화학적 산소요구량(COD; Chemical Oxygen Demand)을 감소시키고 난분해성 물질의 킬레이트제, 불소계 계면활성제의 분해가 가능하며, 도금폐수에서는 광택제를 분해하여 회수 및 재이용할 수 있다.

BDD 전극을 이용하면 농축산업의 토양수는 비료와 가축사료에 존재하는 질소성분을 제거 분해하는 것이 가능하고, 생태계에 영향이 심각한 환경호르몬과 유기 인 화합물인 농약(Methamidophos) 등의 살충제와 제초제 분해를 가능하게 한다.

BDD 전극은 전해기능수와 오존수 생성에도 적합하고, 기존의 세정소독약품을 대체하는 현장 합성기술로서 약품의 보존관리의 번거로움을 생략할 수 있으며 약품 사용량을 감소 시킨다. 또한, BDD 전극은 내구성이 높아 전자부품 세정에도 사용되며 산성 전해수는 차아염소산나트륨(NaClO4)과 비교하여 해리하지 않는 HClO 이 많기 때문에 살균력이 수십 배에 달한다.

봉상의 BDD양극에 띠 모양의 불소수지계 이온교환막과 H2 발생극인 음극선을 감은 전극-막 접합체는 전류의 증가에 따라 오존수 농도가 증가한다. Cl-농도 1 몰 dm-3 이하에서는 오존수가 생성되고, Cl-농도 3 몰 dm-3 이상에서는 HClO 가 생성된다. BDD 전극을 사용하여 HClO를 생성하는 경우에는 Cl-농도가 3 몰 dm-3 이상이 바람직하다.

봉상의 BDD 전극 2개에 격막의 Sheet 상의 막과 음극선을 감아 양극과 Sheet 상의 막 사이의 틈새를 흐름통로로 하면 음극에서 H2 가스를 분리시킬 수 있다. 분리형 전극은 높은 오존가스 분압이 유지되기 때문에 혼합형 전극의 3 배에 이르는 고농도 오존수 생성이 가능하다.

BDD 전극은 오염물질 검출용 센서, 과산화물의 전해 합성, 살균 폐수처리, 유가금속의 회수, 탈취, 도금, 전기투석, 전해가공 등에 유용하게 응용될 수 있고, 단순한 직접전해와 간접전해의 작용을 기대할 수 있으며, 음극과 격막 및 전해질을 포함하여 높은 활성물질의 반응장과 반응시스템을 구축할 수 있는 장점이 있는 것으로 확인된다.

다이아몬드는 무색투명하고 견고하여 공업용이나 보석용으로 사용되지만 지구환경 오염방지와 수자원 확보를 위한 전기화학 전극재료로 개발 및 사용되고 있다. 다이아몬드는 활성화 에너지가 높기 때문에 높은 전압에서도 내구성이 강한 장점이 있다. 다이아몬드는 에너지 갭이 큰 반도체이지만 내구성이 강하며 첨가제를 가하여 전기화학적 저항을 감소시킬 수 있다. 최근 Permelec Electrode사는 다이아몬드 막을 코팅하여 수자원확보를 위한 붕산을 첨가한 다이아몬드 코팅전극을 개발하였다. 다이아몬드 코팅 전극은 친환경 전기화학적 기술이며 고분자의 유기물질을 산화분해하고 물질로 전환시킨다. 전기화학적 분해는 지구온난화 방지를 위한 환경개선과 수자원을 확보하는 장점이 있다.

또한, 다이아몬드 코팅전극은 과염소산 이온이나 차아염소산, 과황산이온, 과탄산이온을 발생시켜 유기물분해, 살균, 표백, 탈색처리를 할 수 있고, 과전압이 높으므로 전기화학적으로 내식성과 내구성이 강하며 기존의 백금, 이산화이리듐, 이산화납 전극보다 양극에서 오존과 과산화수소를 10 내지 300 배 발생시키며 유기물이나 폐수처리, 살균, 표백작용도 강하다. 미국 식품의약국은 붕산첨가 다이아몬드전극으로 식품저장, 살균제를 개발하고 있으며 인체장기 기능회복을 위한 전해육각수 개발에도 활용된다.

고도산화공정(AOP : advanced oxidation process)은 OH 라디칼을 이용한 산화반응을 통하여 매연 또는 폐수속의 유기용매 또는 무기용매를 제거하는 화학적 처리방법 또는 기술이다. 현재 이러한 처리에 오존(O3)과 과산호수소(H2O2) 또는 자외선(UV)을 사용하는 화학공정이 사용된다.

고도산화공정(AOP)은 반응성이 매우 높은 하이드록실 라디칼(*OH) 등을 이용하고, 이러한 화학종은 현존하는 가장 강력한 산화제이며 그 어떠한 화합물도 산화시킬 수 있으며, 확산제어 및 반응속도를 통해 작용한다.

하이드록실 라디칼(*OH)은 생성되는 순간부터 다양한 오염물질과 적극 반응하여 오염물질을 작은 무기분자로 매우 빠르며 효율적으로 산화시키고 분해시키며, 하이드록실 라디칼(*OH)은 1개 또는 여러 개의 산화제(오존, 과산화수소, 산화이온 등), 에너지원이나 촉매(자외선, 이산화티타늄 등)로부터 생성되고, 수득률을 높이기 위하여 반응물의 투여량과 순서, 조합 등의 조건이 매우 정확하며 사전 준비되고 예상된 상태로부터 반응시켜야 한다.

AOP 공정은 잘 조정된 반응조건의 경우 적어도 5 ppb 에서 수백 ppm 까지 활용하여 오염불질의 초기 농도를 줄이고, 총 유기탄소량과 화학적 산소 요구량을 감소시킨다. 특히, 매연 속에 녹아있는 방향족 화합물, 살충제, 석유계 구성성분, 휘발성 유기화합물 등과 생물학적으로 독성이거나 잘 분해되지 않는 물질을 대상으로 유용하게 사용된다. 한편, 2차 처리를 마친 폐수를 다시 살균 소독하는 3차 처리에도 이용되는 경우 대량의 오염물질이 물, 이산화탄소, 염과 같은 안정된 무기화합물로 변환(미네랄화) 된다. 그리고 깨끗이 처리된 폐수의 독성과 화학 오염물질을 줄여 폐수를 다시 시냇물이나 재래식 하수 처리장으로 보낼 수 있다. 또한, 높은 산화력과 효율에 의하여 다루기 힘든 유기물과 무기물을 제거하는 3차 처리 과정에서도 많이 사용된다.

AOP 공정의 화학적 원리는 크게 3 가지가 있다.

첫째 ; 하이드록실 라디칼(*OH)의 형성.

둘째 : 하이드록실 라디칼(*OH)의 표적분자에 대한 초기 반응과 부산물에 대한 파괴.

셋째 : 최종 무기화 작용으로 진행될 때 까지 하이드록실 라디칼(*OH)에 이한 후속적 반응.

하이드록실 라디칼(*OH)의 합성 메커니즘은 고도산화공정 기술의 종류에 크게 의존하며, 일 례로, 오존화, 자외선/과산화수소, 광촉매 산화작용은 각각 다른 하이드록실 라디칼(*OH) 합성 경로를 구성한다.

하나 ; 자외선과 과산화수소 기반의 AOP

둘 : 오존 기반의 AOP

(두번째 오존 분자가 HO2-와 반응하여 오존 라디칼 음이온(ozonide radical)을 생성한다.)

셋 : 이산화티탄을 이용한 광촉매 산화

(광촉매의 표면에 빛을 조사시 생기는 들뜸전자(e-)와 궤도에서(h-)를 생성한다.)

여기서 제시된 반응 단계는 반응순서의 일부일 뿐이다.

‘셋’ 부분의 자세한 메커니즘에 대한 정설은 존재하지 않지만 ‘둘’ 부분의 반응에서 하이드록실 라디칼(*OH)에 의한 표적분자의 산화과정에 관한 실마리는 확인 된 것으로 알려지고 있다.

본질적으로 하이드록실 라디칼(*OH)은 라디칼 분자이고 반응성이 매우 높은 친전자체로 작용하며, 초기 산화반응 중 수소제거 반응과 첨가 반응이 필요하다.

아래는 하이드록실 라디칼(*OH)을 이용한 벤젠의 산화 메카니즘이다.

‘둘’의 초기 반응은 (A)의 방향족 고리를 분해시켜 중간체(C)에 있는 2 개의 하이드록실기(-OH)를 만드는 친전자성 반응이다. 나중에 하이드록실 라디칼(*OH) 분자가 하이드록실기(-OH) 중 하나에 있는 수소 원자를 붙잡게 되고 라디칼종(D)을 만든다. 이 화합물은 더욱 안정한 (E)로 쉽게 재배열되고 (E)는 순조롭게 하이드록실 라디칼(*OH)의 산화를 받고 2,4-hexadiene-1,6-dione(F)를 생성한다.

충분한 하이드록실 라디칼(*OH)이 있는 이상 (F) 이후로는 계속 산화가 일어나고 마지막에는 (F)가 H2O 또는 CO2 같은 작고 안정된 분자로 분해된다.

고도산화공정(AOP) 또는 고도산화반응은 수처리에서 많은 장점이 있다. 그 중 하나가 수용성 상태의 유기화물물을 효과적으로 제거하며, 오염물질을 다른 상태로 바꾸거나 흡착하여 포집하는데 능률적이다.

하이드록실 라디칼(*OH)의 큰 반응성에 의하여 모든 수용성 오염물질과 무차별적 반응이 이루어지며, 다양한 유기오염물질 제거 분야에 많이 활용된다.

일부 중금속은 침전된 M(OH)x 형태로 제거되면, 소독작용이 가능하므로 수질문제를 한번에 해결하게 된다. 또한, 생성된 하이드록실 라디칼(*OH)이 감소된 후에는 하이드록실 라디칼(*OH)이 환원되어 최종적으로 물(H2O)이 생성되므로 다른 해로운 물질이 남지 않는다.

고도산화공정(AOP)에는 산화티탄/자외선 시스템, 과산화수소/자외선 시스템, 펜톤(fenton), 광-펜톤(photo-fenton) 그리고 전자-펜톤 시스템(electro-fenton system)이 있으며 계속 다른 시스템이 개발되고 있는 실정이다. 일 예로 산화티탄에 비금속 원소를 투여하여 광촉매성을 증신시키거나 초음파 처리를 적용하여 하이드록실 라디칼(*OH)의 생성을 중가시키는 기술 등과 같다.

다이아몬드를 코팅하기 위하여 핫 필라멘트 화학적 증기 침착(HFCVD : hot-filament chemical vapour deposition) 방법이 비교적 많이 사용되는 코팅 기술이다. HFCVD 기술을 이용한 다이아몬드 필름 침작(코팅)은 공구, 기계 구성 요소, 전극 등의 제작에 적합하며 화학적으로 안정하고 윤활 상태가 좋지 않은 상태에서도 마찰 계수가 매우 낮으며 마모성 물질과 접촉 시에도 최고의 마모 저항성을 갖는 특징이 있으며 일반적으로 잘 알려져 있다 .

OH 라디칼(Radical, 수산기)은 강력한 산화력을 가지고 있으며 불소(F) 다음으로 강력한 산화력이 있고 오존(O3)과 염소(ClO2)보다 강력하며 강한 산화력에 의하여 살균력과 소독력과 분해력이 매우 우수한 특성을 가지고 있으나 불소, 염소, 오존처럼 인체에 독성이 있거나 유해한 물질이 아니다. 또한, 산소 음이온계 천연물질의 일종이고 인체에 무해하며 빠르게 분해되어 친환경적인 특성이 있다.

이하, 첨부된 모든 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 상세히 설명하면 킬레이트 정수 제조장치(900)는 필터그룹부(1000)와 비디디부(2000)와 고도산화킬레이트부(3000)와 증류수포집부(4000)와 킬레이트정수배출부(5000)와 열교환부(6000)와 공기여과유입부(7000)와 킬레이트운용관리부(8000)와 라디칼정수배출부(9000)를 포함하는 구성이다.

본 발명을 구성에 의한 각 용기류와 배관용 파이프 등은 별도의 설명이 없어도 모두 화학적 안정성이 높아 인체에 무해 또는 유익한 테프론 재질로 이루어 지거나 또는 코팅된다.

필터그룹부(1000)는 외부로부터 유입되는 원수에 포함된 이물질을 제거하고 냄새를 제거하며 세균을 여과하고 미네랄 성분이 용해된 정수로 변환한다. 필터그룹부(1000)를 구성하는 각 필터의 용기와 해당 배관은 화학적으로 안정성이 높은 테프론 재질로 구성된다.

필터그룹부(1000)는 프리필터(1100)와 카본필터(1200)와 은나노필터(1300)와 중공사막필터(1400)와 세라믹필터(1500)와 정수유량계(1600)를 포함하는 구성이다.

프리필터(1100)는 외부로부터 원수를 유입 받고 10 내지 100 마이크로 미터 크기 이상의 이물질을 여과한다. 프리필터(1100)는 1 차 또는 1 단계 필터이다.

카본필터(1200)는 프리필터(1100)로부터 유입된 정수에 포함된 냄새와 염소를 여과한다. 카본필터(1200)는 2 차 또는 2 단계 필터이다.

은나노필터(1300)는 카본필터(1200)로부터 유입된 정수에 포함된 세균과 바이러스를 여과하고 살균한다. 은나노필터(1300)는 3 차 또는 3 단계 필터이다.

중공사막필터(1400)는 은나노필터(1300)로부터 유입된 정수에 포함된 1 마이크로 미터 크기 이상의 이물질을 여과한다. 중공사막필터(1400)는 4 차 또는 4 단계 필터이다.

세라믹필터(1500)는 중공사막필터(1400)로부터 유입된 정수에 포함된 냄새와 이물질을 흡착시켜 제거하고 미네랄을 용해 또는 용존시킨다. 세라믹필터(1500)는 5 차 또는 5 단계 필터이다.

정수유량계(1600)는 세라믹필터(1500)로부터 배출되는 정수의 용량을 검출한다.

정수유량계(1600)는 정수를 해당 제어신호에 의하여 정량으로 공급하는 정량펌프로 이루어질 수 있다.

프리필터(1100)와 카본필터(1200)와 은나노필터(1300)와 중공사막필터(1400)와 세라믹필터(1500)는 원수 또는 정수의 액체가 유입되는 각각의 유입구(in)와 배출되는 각각의 배출구(out)를 동일한 하단면에 각각 구비하는 구성으로 이루어진다.

비디디부(2000)는 필터그룹부(1000)로부터 유입된 정수에 포함된 바이러스성 세균을 제거하며 해당 제어신호에 의하여 정수를 전기분해하고 수산화라디칼기와 과산화수소와 오존이 포함된 라디칼 정수를 생성한다.

비디디부(2000)는 비디디탱크부(2100)와 무전극램프(2200)와 칩비디디전극(2300)과 배출경로(2400)와 일방향체크밸브(2500)를 포함한다.

비디디탱크부(2100)는 용기 형상을 하며 일 측면에 형성된 유입경로(2110)를 통하여 열교환부(6000)에 연결되고 정수를 해당 제어신호에 의하여 정량 유입하여 저장한다. 비디디탱크부(2100) 및 연결된 각 배관은 화학적으로 안정성이 높아 인체에 유익한 테프론 재질로 모두 구성하는 것이 매우 바람직하다.

무전극램프(2200)는 비디디탱크부(2100)의 내부 바닥면 일측 일부분에 고정 설치되고 해당 제어신호에 의하여 254 나노미터(nm) 파장의 자외선을 제어된 세기 또는 레벨로 출력한다.

칩비디디전극(2300)은 비디디탱크부(2100)의 내부 바닥면 타측 일부분에 고정 설치되고 해당 제어신호에 의하여 정수를 제어된 세기 또는 레벨로 전기분해하므로 수산화라디칼기와 과산화수소와 오존이 포함된 라디칼 정수를 생성한다.

칩비디디전극(2300)은 니오븀(niobium) 막대로 이루어지고 표면에 다이아몬드 가루와 붕산으로 코팅되어 양극을 형성하는 양극부(2302); 양극부(2302)의 외부 전체를 절연상태로 감싸는 이온교환막(2304); 이온교환막(2304)의 외부 전체를 코일 형상으로 감싸고 음극을 형성하며 스텐레스 스틸로 이루어지는 음극부(2306);를 포함하는 구성이다.

칩비디디전극(2300)은 양극부(2302)와 음극부(2306) 사이에 24 볼트의 직류를 0.5 암페어 크기로 공급받는 구성이다.

양극부(2302)는 전체 직경이 1.4 내지 1.6 밀리미터이며 길이 5 내지 30 밀리미터의 니오븀(niobium) 막대의 표면에 1 내지 10 마이크로미터 직경 크기의 다이아몬드 가루를 핫 필라멘트 화학적 증기증착(HFCVD) 방식으로 9 내지 10 시간 동안 증착하여 400 내지 500 마이크로미터 두께를 코팅하여 다이아몬트 코팅층을 형성하고 다이아몬드 코팅층 위에 400 내지 500 마이크로미터 두께로 붕산을 코팅하여 붕산층을 형성하여 이루어진다.

붕산층은 다이아몬드 코팅층이 형성된 상태를 99.99 % 수소 기체가 532 sccm의 유속으로 유동하고 100 토르(Torr)의 압력이 인가되는 챔버에 투입하여 보론트리옥사이드(B2O3)가 10 시간 동안 증착되어 이루어지되 탄소가 10 sccm의 유속으로 공급되고 탄소에 대한 붕소의 비율을 10**4 ppm으로 혼합되며, 수소 기체는 탄소와 붕소가 이동되는 캐리어 개스(carrier gas)로 사용되어 이루어진다.

이온교환막(2304)은 두께 1.2 내지 1.3 밀리미터 두께의 절연물질로 이루어지고 상기 양극부(2302)의 외부 전체를 감싸는 구조이며 테프론으로 이루어진다.

음극부(2306)는 외경이 4 밀리미터이고 0.25 밀리미터 직경의 스테인레스 스틸이 1 내지 2.2 밀리미터 간격으로 균일하게 나선형으로 감겨 이루어진다.

배출경로(2400)는 비디디탱크부(2100)의 상측면 일부분에 연결 설치되고 라디칼 정수를 고도산화킬레이트부(3000)와 라디칼정수배출부(9000)에 각각 배출한다.

일방향체크밸브(2500)는 배출경로(2400)와 고도산화킬레이트부(3000) 사이에 연결 설치되어 고도산화킬레이트부(3000)의 킬레이트 정수가 비디디탱크부(2100)로 역류하거나 라디칼정수배출부(9000)에 유입되지 못하도록 차단한다.

고도산화킬레이트부(3000)는 비디디부(2000)로부터 라디칼 정수를 유입하고 원적외선 히터로 가열 살균처리하며 정화된 공기를 유입시켜 용존산소 용량을 높이고 고도산화공정에 의하여 유해물질을 제거하며 기능성 세라믹 볼에 포함된 미네날을 용해시켜 킬레이트 정수를 생성한다.

고도산화킬레이트부(3000)는 용존 산소용량이 매우 높은 초순수 물을 생성한다.

초순수 물은 결합력이 높으므로 음용하는 경우 체내에서 인체에 나쁜 물질과 결합하여 배출시키는 기능 또는 작용을 한다.

고도산화킬레이트부(3000)는 킬레이트탱크부(3100)와 원적외선히터(3200)와 볼필터(3300)와 산기관(3400)과 온도수위센서(3500)를 포함하는 구성이다.

킬레이트탱크부(3100)는 비디디부(2000)와 하단 면 일 부분을 통하여 관통 연결되고 상측 면이 개방된 용기 형상을 하며 라디칼 정수를 유입 저장한다.

킬레이트탱크부(3100) 및 연결된 모든 배관은 화학적 안정성이 높아 인체에 무해한 또는 유익한 테프론 재질로 구성하거나 또는 테트론이 코팅된 재질로 구성하는 것이 매우 바람직하다.

원적외선히터(3200)는 킬레이트탱크부(3100)의 일측에 연결 설치되고 내부 중앙부분으로 연장 설치되며 해당 제어신호에 의하여 유입된 라디칼 정수를 원적외선으로 가열하여 수증기로 변환시키는 구성이다.

볼필터(3300)는 킬레이트탱크부(3100)의 내부에 하나 이상 다수가 충진되고 볼 형상을 하며 각각 부석(화산석) 또는 세라믹으로 이루어진다.

볼필터(3300)는 부석 또는 세라믹 볼을 섭씨 2200 내지 2400 도 범위에서 열처리하여 포함되거나 포함될 수 있는 중금속과 유해성 물질을 소성 제거하며 하나 이상 다수의 매우 많은 기공이 형성되는 구성이다.

볼필터(3300)는 제올라이트와 세라믹과 카본 중에서 선택된 어느 하나 또는 선택된 어느 하나 이상이 혼합되어 이루어질 수 있다. 볼필터(3300)가 제올라이트와 세라믹과 카본의 각각으로 이루어지는 경우 이러한 각 성분으로 이루어지는 볼필터(3300)를 혼합하여 사용하며, 혼합 비율은 필요에 의하여 임의 조절한다.

볼필터(3300)는 직경이 2 내지 7 밀리미터 범위 중 선택된 어느 하나의 값에 의한 크기 또는 어느 하나 이상 다수의 값에 의한 다양한 크기로 이루어진다.

볼필터(3300)는 실리카무기바인더와 이산화티탄이 포함된 액체 속에 침지시켜 표면을 코팅하고 섭씨 800 내지 1500 도 범위에서 20 내지 40 분간 열처리하여 코팅표면을 안정하게 경화시켜 이루어진다.

산기관(3400)은 킬레이트탱크부(3100)의 내부 하단부분에 고정 설치되고 공기여과유입부(7000)로부터 공급된 공기를 마이크로 미터 입자 크기 또는 나노 입자 크기로 배출한다.

산기관(3400)은 공기여과유입부(7000)로부터 이물질이 완전하게 제거된 순수한 공기를 유입 받고 나노미터 크기 또는 마이크로미터 크기의 기공(관통공)을 통하여 배출하므로 산소용존용량을 극대화 시키고 산소용존용량이 높은 물은 초순수 물이 된다.

산기관(3400)이 공기를 배출하는 공기의 입자는 그 직경이 작을수록 산소용존용량을 높이게 된다.

온도수위센서(3500)는 킬레이트탱크부(3100)의 내측 상부 일부분에 고정 설치되고 유입된 라디칼 정수의 수위와 온도를 각각 검출하여 외부로 출력한다. 온도수위센서(3500)가 킬레이트탱크부(3100) 내부의 수위와 해당 온도를 검출하는 경우 상하 방향으로 일정한 길이를 갖는 형상이 비교적 바람직하고 검출된 결과를 외부로 출력하는 경우는 전제적인 단면이 원형인 전선 또는 케이블을 사용한다.

온도수위센서(3500)는 라디칼 정수의 레벨을 검출하면서 온도가 섭씨 65 내지 100 도 범위를 미달하거나 초과하는 상태를 검출하는 구성으로 이루어진다.

증류수포집부(4000)는 고도산화킬레이트부(3000)로부터 증류된 킬레이트 정수의 수증기를 응집시켜 포집한다.

증류수포집부(4000)는 수증기관통공(4100)과 응축수포집관(4200)과 원형수집관(4300)과 응축수 배출관(4400)을 포함하는 구성이다.

수증기관통공(4100)은 가열된 라디칼 정수의 수증기가 통과하는 관통공이며 일정한 길이를 갖는 하나 이상 다수로 이루어진다.

응축수포집관(4200)은 수증기관통공(4100)을 통과한 라디칼 정수의 수증기가 열교환부(6000)에 의하여 응축되고 떨어지는 상태를 포집하고 반이 절개된 파이프 형상을 하며 하나 이상 다수로 이루어진다.

원형수집관(4300)은 응축수포집관(4200)이 각각 포집한 라디칼 정수를 모으는 구성이며, 필요에 의하여 다각 형상을 할 수 있음은 매우 당연하다.

응축수 배출관(4400)은 원형수집관(4300)의 일측 하단에 설치되어 모아진 라디칼 정수를 킬레이트정부배출부(5000)로 배출하는 구성이다.

킬레이트정수배출부(5000)는 증류수포집부(4000)에서 포집된 킬레이트 정수를 유입하여 저장하고 현장에서 직접 입력하는 해당 수동제어 또는 원격으로 입력되는 원격제어 또는 해당 프로그램에 의하여 입력되는 자동제어에 의하여 배출한다.

킬레이트정수배출부(5000)는 킬레이트정수탱크부(5100)와 압유지에어벤트(5200)와 킬레이트정수밸브(5300)를 포함하는 구성이다.

킬레이트정수탱크부(5100)는 증류수포집부(4000)로부터 유입된 킬레이트 정수를 저장한다. 킬레이트정수탱크부(5100)를 포함하여 연결된 각 배관은 인체에 무해한 테프론 재질로 이루어지거나 코팅된 재질로 구성한다.

압유지에어벤트(5200)는 킬레이트정수탱크부(5100)의 외부 상측 일부분에 설치되어 내부 압력을 일정하게 평형상태로 유지하고 중공사막 필터로 이루어진다.

킬레이트정수밸브(5300)는 킬레이트정수탱크부(5100)의 외부 일측에 설치되고 해당 제어신호에 의하여 저장된 킬레이트 정수를 외부로 배출한다.

킬레이트정수밸브(5300)는 킬레이트운용관리부(8000)의 해당 제어신호에 의하여 원격으로 구동되어 킬레이트 정수의 배출을 선택 조절하는 킬레이트솔레노이드 밸브(CHSL)를 더 포함한다.

킬레이트정수밸브(5300)는 외력의 인가 또는 해당 제어신호에 의하여 수동으로 동작하므로 킬레이트 정수를 배출하거나 배출 중단할 수 있는 동시에 IoT를 이용한 원격 접속에 의하여 원격으로 킬레이트 정수를 배출하거나 배출 중단할 수 있다. 원격으로 배출시키는 경우는 세척과 청소 등을 할 수 있다.

열교환부(6000)는 필터그룹부(1000)로부터 유입된 정수를 증류수포집부(4000)에 분리된 수밀상태로 유입시켜 증류수가 된 킬레이트 정수의 온도를 낮추어 응축시키고 정수를 비디디부(2000)에 공급한다.

열교환부(6000)는 열교환용매탱크부(6100)와 제 1 방열판(6200)과 제 2 방열판(6300)과 방열팬(6400)을 포함하는 구성이다.

열교환용매탱크부(6100)는 필터그룹부(1000)로부터 해당 유입구를 통하여 정수를 정량 유입 저장하고 밀폐된 용기 형상을 하며 저장된 정수를 비디디부(2000)로 해당 배출구를 통하여 배출한다.

열교환용매탱크부(6100)는 인체에 무해한 테프론 재질로 이루어지거나 또는 코팅된 재질로 구성된다.

제 1 방열판(6200)은 열교환용매탱크부(6100)의 상측 면에 밀착 설치되어 열교환용매탱크부(6100)에 유입된 정수의 온도를 외부에 전달하며 하나 이상 다수의 방열날개로 이루어진다. 제 1 방열판(6200)은 외부의 온도를 열교환용매탱크부(6100)에 유입된 정수에 전달할 수도 있다. 제 1 방열판(6200)은 알류미늄(Al) 재질로 구성하는 것이 바람직하다.

제 2 방열판(6300)은 열교환용매탱크부(6100)의 하측 면에 밀착 설치되며 제 1 방열판(6200)에 연결되고 열교환용매탱크부(6100)에 유입된 정수의 온도를 외부에 전달하며 하나 이상 다수의 방열날개로 이루어진다. 제 2 방열판(6300)은 외부의 온도를 열교환용매탱크부(6100)에 유입된 정수에 전달할 수도 있다. 제 2 방열판(6300)은 알류미늄(Al) 재질로 구성하는 것이 바람직하다.

방열팬(6400)은 제 1 방열판(6200)의 상부에 고정 설치되며 해당 제어신호에 의하여 외부 공기를 유입하고 상기 방열날개에 공급한다.

방열팬(6400)은 제 1 방열판(6200)의 온도를 낮추고, 제 1 방열판(6200)은 낮아진 온도를 열교환용매탱크부(6100)에 유입된 정수에 전달한다.

한편, 제 2 방열판(6300)은 열교환용매탱크부(6100)에 유입된 정수의 온도를 전달받고 고도산화킬레이트부(3000)로부터 유입되는 수증기와 직접 접촉하며, 이러한 수증기는 제 2 방열판(6300)의 낮은 온도에 의하여 물방울로 응축 또는 응집된다. 이때 응축된 물방울은 다수의 응축수포집관(4200)에 의하여 모아지고 다수의 응축수포집관(4200)이 모은 물방울은 다시 원형수집관(4300)이 모은 후 응축수배출관(4400)을 통하여 배출되면서 킬레이트정수배출부(5000)에 유입된다.

공기여과유입부(7000)는 고도산화킬레이트부(3000)에 연결 설치되고 외부의 주변 공기를 유입하여 이물질과 곰팡이균과 바이러스를 여과하여 제거한 후 고도산화킬레이트부(3000)에 공급한다.

공기여과유입부(7000)는 공기필터뚜껑부(7100)와 공기프리필터(7200)와 공기필터본체부(7300)와 무소음에어펌프(7400)를 포함하는 구성이다.

공기필터뚜껑부(7100)는 만곡된 반구 형상을 하며 하나 이상 다수의 관통공이 형성되어 외부의 공기를 유입하며 내부를 외부의 물리적 충격으로부터 보호한다.

공기프리필터(7200)는 공기필터뚜껑부(7100)의 내부에 채워지고 유입된 공기에 포함된 이물질을 1차 여과한다. 공기프리필터(7200)는 스폰지류 또는 부직포류로 이루어질 수 있다.

공기필터본체부(7300)는 공기필터뚜껑부(7100)와 상측외곽이 나사결합하는 상자 형상을 하며 내부 상측에 다수의 중공사막 에어필터(7310)가 각 중공사막의 입구 또는 출구 부분을 에폭시로 고정시켜 설치되며 곰팡이와 바이러스 세균을 여과하고 하측 단면에 정화된 공기가 배출되는 에어배출공(7320)이 형성된다.

무소음에어펌프(7400)는 에어배출공(7320)에 관통 연결되고 해당 제어신호에 의하여 흡입된 외부 공기를 고도산화킬레이트부(3000)의 방향으로 배출시킨다.

킬레이트운용관리부(8000)는 킬레이트 정수 제조장치를 구성하는 각 기능부의 운용 상태를 감시하고 내장된 프로그램에 의하여 해당 제어신호를 각각 출력하며 외부와 통신한다.

킬레이트운용관리부(8000)가 외부와 접촉하는 경우의 통신방식은 유선 인터넷에 접속하거나 또는 와이파이 통신방식을 이용하여 무선랜에 접속하며, 킬레이트운용관리부(8000)는 외부와 통신하기 위한 이러한 통신 기능부를 모두 동시에 구비하는 구성으로 설명하고 이해한다. 킬레이트운용관리부(8000)가 외부와 통신하는 경우 지정 또는 할당된 고유 ID 정보를 이용하므로 각각이 구별된다.

그러므로 사물인터넷(IoT)에 기반하여 외부에서 원격으로 킬레이트 정수 제조장치(900)에 접속하고 사용빈도, 사용량, 사용시간대 등을 확인하여 공익정보로 활용되므로 독거주택의 안전관리 등과 같이 복지개선 프로그램에 응용할 수 있고, 인공지능(AI)을 활용하여 비대면으로 관리하며, 외출시 원격으로 외출모드를 설정하고, 원격으로 자동세척 시키거나 또는 비디디부(2000)의 동작을 제어하여 자외선 살균력을 높이거나 오존 발생용량을 높이는 등과 같이 다단계에 의한 선택적 살균 등을 제어할 수 있다.

일 례로, 살균력을 최대로 올려 일정한 시간 동안 킬레이트 정수와 라디칼 정수를 강제 배수시키면 자동세척 될 수 있다.

킬레이트운용관리부(8000)는 내장 설치된 해당 프로그램에 의하여 킬레이트 정수 제조장치(900)의 각 기능부를 선택적으로 자동제어 할 수 있다.

라디칼정수배출부(9000)는 비디디부(2000)로부터 라디칼 정수를 유입하고 해당 제어신호에 의하여 라디칼 정수를 가열 저장하여 배출한다.

라디칼정수배출부(9000)는 비디디부(2000)로부터 유입된 라디칼 정수를 저장하는 제 1 정수탱크부(9100); 제 1 정수탱크부(9100)의 내부 일측에 설치되고 해당 제어신호에 의하여 유입된 라디칼 정수의 온도를 가열하여 조절하는 제 1 정수히터부(9200); 제 1 정수탱크부(9100)의 외부 일측에 설치되고 해당 제어신호에 의하여 저장된 라디칼 정수를 배출하는 제 1 정수밸브(9300)를 포함하는 구성이다.

제 1 정수밸브(9300)는 킬레이트운용관리부(8000)의 해당 제어신호에 의하여 원격으로 구동되어 라디칼 정수의 배출을 선택 조절하는 라디칼솔레노이드 밸브(RASL)를 더 포함한다.

제 1 정수밸브(9300)는 외력의 인가 또는 해당 제어신호에 의하여 수동으로 동작하므로 라디칼 정수를 배출하거나 배출 중단할 수 있는 동시에 IoT를 이용한 원격 접속에 의하여 원격으로 라디칼 정수를 배출하거나 배출 중단할 수 있다. 원격으로 배출시키는 경우는 세척과 청소 등을 할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

900 : 킬레이트 정수 제조장치 1000 : 필터그룹부
1100 : 프리필터 1200 : 카본필터
1300 : 은나노필터 1400 : 중공사막필터
1500 : 세라믹필터 1600 : 정수유량계
2000 : 비디디부 2100 : 비디디탱크부
2200 : 무전극램프 2300 : 칩비디디전극
2302 : 양극부 2304 : 이온교환막
2306 : 음극부 2400 : 배출경로
3000 : 고도산화킬레이트부 3100 : 킬레이트탱크부
3200 : 원적외선히터 3300 : 볼필터
3500 : 온도수위센서 4000 : 증류수포집부
4100 : 수증기관통공 4200 : 응축수포집관
4300 : 원형수집관 4400 : 응축수 배출관
5000 : 킬레이트정수배출부 5100 : 킬레이트정수탱크부
5200 : 압유지에어벤트 5300 : 킬레이트정수밸브
6000 : 열교환부 6100 : 열교환용매탱크부
6200 : 제 1 방열판 6300 : 제 2 방열판
6400 : 방열팬 7000 : 공기여과유입부
7100 : 공기필터뚜껑부 7200 : 공기프리필터
7300 : 공기필터본체부 7400 : 무소음에어펌프
8000 : 킬레이트운용관리부 9000 : 라디칼정수배출부
9100 : 제 1 정수탱크부 9200 : 제 1 정수히터부
9300 : 제 1 정수밸브

Claims

외부로부터 유입되는 원수에 포함된 이물질을 제거하고 냄새를 제거하며 세균을 여과하고 미네랄 성분이 용해된 정수로 변환하는 필터그룹부(1000);
상기 필터그룹부(1000)로부터 유입된 정수에 포함된 바이러스성 세균을 제거하며 해당 제어신호에 의하여 정수를 전기분해하고 수산화라디칼기와 과산화수소와 오존이 포함된 라디칼 정수를 생성하는 비디디부(2000);
상기 비디디부(2000)로부터 라디칼 정수를 유입하고 원적외선 히터로 가열 살균처리하며 정화된 공기를 유입시켜 용존산소 용량을 높이고 고도산화공정에 의하여 유해물질을 제거하며 기능성 세라믹 볼에 포함된 미네날을 용해시켜 킬레이트 정수를 생성하는 고도산화킬레이트부(3000);
상기 고도산화킬레이트부(3000)로부터 증류된 킬레이트 정수의 수증기를 응집시켜 포집하는 증류수포집부(4000);
상기 증류수포집부(4000)에서 포집된 킬레이트 정수를 유입하여 저장하고 해당 제어에 의하여 배출하는 킬레이트정수배출부(5000); 를 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 필터그룹부(1000)로부터 유입된 정수를 상기 증류수포집부(4000)에 분리된 수밀상태로 유입시켜 증류수가 된 킬레이트 정수의 온도를 낮추어 응축시키고 상기 정수를 상기 비디디부(2000)에 공급하는 열교환부(6000); 를 더 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 고도산화킬레이트부(3000)에 연결 설치되고 외부의 주변 공기를 유입하여 이물질과 곰팡이균과 바이러스를 여과하여 제거한 후 상기 고도산화킬레이트부(3000)에 공급하는 공기여과유입부(7000); 를 더 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 킬레이트 정수 제조장치를 구성하는 각 기능부의 운용 상태를 감시하고 내장된 프로그램에 의하여 해당 제어신호를 각각 출력하며 외부와 통신하는 킬레이트운용관리부(8000); 를 더 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 비디디부(2000)로부터 라디칼 정수를 유입하고 해당 제어신호에 의하여 상기 라디칼 정수를 가열 저장하여 배출하는 라디칼정수배출부(9000); 를 더 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 필터그룹부(1000)는
외부로부터 원수를 유입 받고 10 내지 100 마이크로 미터 크기 이상의 이물질을 여과하는 프리필터(1100);
상기 프리필터(1100)로부터 유입된 정수에 포함된 냄새와 염소를 여과하는 카본필터(1200);
상기 카본필터(1200)로부터 유입된 정수에 포함된 세균과 바이러스를 여과하고 살균하는 은나노필터(1300);
상기 은나노필터(1300)로부터 유입된 정수에 포함된 1 마이크로 미터 크기 이상의 이물질을 여과하는 중공사막필터(1400);
상기 중공사막필터(1400)로부터 유입된 정수에 포함된 냄새와 이물질을 흡착시켜 제거하고 미네랄을 용존시키는 세라믹필터(1500);
상기 세라믹필터(1500)로부터 배출되는 정수의 용량을 검출하는 정수유량계(1600); 를 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 6 항에 있어서,
상기 프리필터(1100)와 카본필터(1200)와 은나노필터(1300)와 중공사막필터(1400)와 세라믹필터(1500)는 원수 또는 정수의 액체가 유입되는 각각의 유입구(in)와 배출되는 각각의 배출구(out)를 동일한 하단면에 각각 구비하는 구성으로 이루어지는 킬레이트 정수 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 비디디부(2000)는
용기 형상을 하며 일 측면에 형성된 유입경로(2110)를 통하여 열교환부(6000)에 연결되고 상기 정수를 해당 제어신호에 의하여 정량 유입 저장하는 비디디탱크부(2100);
상기 비디디탱크부(2100)의 내부 바닥면 일측 일부분에 고정 설치되고 해당 제어신호에 의하여 254 나노미터(nm) 파장의 자외선을 출력하는 무전극램프(2200);
상기 비디디탱크부(2100)의 내부 바닥면 타측 일부분에 고정 설치되고 해당 제어신호에 의하여 정수를 전기분해하므로 수산화라디칼기와 과산화수소와 오존이 포함된 라디칼 정수를 생성하는 칩비디디전극(2300);
상기 비디디탱크부(2100)의 상측면 일부분에 연결 설치되고 라디칼 정수를 상기 고도산화킬레이트부(3000)와 라디칼정수배출부(9000)에 각각 배출하는 배출경로(2400);
상기 배출경로(2400)와 고도산화킬레이트부(3000) 사이에 연결 설치되어 고도산화킬레이트부(3000)의 킬레이트 정수가 비디디탱크부(2100)로 역류하거나 라디칼정수배출부(9000)에 유입되지 못하도록 차단하는 일방향체크밸브(2500); 를 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 8 항에 있어서,
상기 칩비디디전극(2300)은
니오븀(niobium) 막대로 이루어지고 표면에 다이아몬드 가루와 붕산으로 코팅되어 양극을 형성하는 양극부(2302);
상기 양극부(2302)의 외부 전체를 절연상태로 감싸는 이온교환막(2304);
상기 이온교환막(2304)의 외부 전체를 코일 형상으로 감싸고 음극을 형성하며 스텐레스 스틸로 이루어지는 음극부(2306); 를 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 9 항에 있어서,
상기 칩비디디전극(2300)은
상기 양극부(2302)와 음극부(2306) 사이에 24 볼트의 직류를 0.5 암페어 크기로 공급하는 구성으로 이루어지는 킬레이트 정수 제조장치.
제 9 항에 있어서,
상기 양극부(2302)는
전체 직경이 1.4 내지 1.6 밀리미터이며 길이 5 내지 30 밀리미터의 니오븀(niobium) 막대의 표면에 1 내지 10 마이크로미터 직경 크기의 다이아몬드 가루를 핫 필라멘트 화학적 증기증착(HFCVD) 방식으로 9 내지 10 시간 동안 증착하여 400 내지 500 마이크로미터 두께를 코팅하여 다이아몬트 코팅층을 형성하고 상기 다이아몬드 코팅층 위에 400 내지 500 마이크로미터 두께로 붕산을 코팅하여 붕산층을 형성하여 이루어지는 킬레이트 정수 제조장치.
제 10 항에 있어서,
상기 이온교환막(2304)은
두께 1.2 내지 1.3 밀리미터 두께의 절연물질로 이루어지고 상기 양극부(2302)의 외부 전체를 감싸는 구조로 이루어지는 킬레이트 정수 제조장치.
제 11 항에 있어서,
상기 이온교환막(2304)은 테프론으로 이루어지는 킬레이트 정수 제조장치.
제 9 항에 있어서,
상기 음극부(2306)는
외경이 4 밀리미터이고 0.25 밀리미터 직경의 스테인레스 스틸이 1 내지 2.2 밀리미터 간격으로 균일하게 나선형으로 감겨 이루어지는 킬레이트 정수 제조장치.
제 11 항에 있어서,
상기 붕산층은
상기 다이아몬드 코팅층이 형성된 상태를 99.99 % 수소 기체가 532 sccm의 유속으로 유동하고 100 토르(Torr)의 압력이 인가되는 챔버에 투입하여 보론트리옥사이드(B2O3)가 10 시간 동안 증착되어 이루어지되 탄소가 10 sccm의 유속으로 공급되고 탄소에 대한 붕소의 비율을 10**4 ppm으로 혼합되며, 수소 기체는 탄소와 붕소가 이동되는 캐리어 개스(carrier gas)로 사용되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 고도산화킬레이트부(3000)는
상기 비디디부(2000)와 하단 면 일 부분을 통하여 관통 연결되고 상측 면이 개방된 용기형상을 하며 라디칼 정수를 유입 저장하는 킬레이트탱크부(3100);
상기 킬레이트탱크부(3100)의 일측에 연결 설치되고 내부 중앙부분으로 연장 설치되며 해당 제어신호에 의하여 유입된 상기 라디칼 정수를 원적외선으로 가열하여 수증기로 변환시키는 원적외선히터(3200);
상기 킬레이트탱크부(3100)의 내부에 하나 이상 다수가 충진되고 볼 형상을 하며 각각 부석 또는 세라믹으로 이루어지는 볼필터(3300);
상기 킬레이트탱크부(3100)의 내부 하단부분에 고정 설치되고 공기여과유입부(7000)로부터 공급된 공기를 마이크로 미터 입자 크기로 배출하는 산기관(3400);
상기 킬레이트탱크부(3100)의 내측 상부 일부분에 고정 설치되고 유입된 상기 라디칼 정수의 수위와 온도를 검출하는 온도수위센서(3500); 를 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 16 항에 있어서,
상기 볼필터(3300)는
부석 또는 세라믹 볼을 섭씨 2200 내지 2400 도 범위에서 열처리하여 중금속과 유해성 물질을 제거하여 하나 이상 다수의 기공이 형성되어 이루어지는 킬레이트 정수 제조장치.
제 16 항에 있어서,
상기 온도수위센서(3500)는
상기 라디칼 정수의 레벨을 검출하면서 온도가 섭씨 65 내지 100 도 범위를 미달하거나 초과하는 상태를 검출하는 구성으로 이루어지는 킬레이트 정수 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 증류수포집부(4000)는
가열된 라디칼 정수의 수증기가 통과하는 하나 이상 다수의 수증기관통공(4100);
상기 수증기관통공(4100)을 통과한 라디칼 정수의 수증기가 응축되어 떨어지는 상태를 포집하고 반이 절개된 파이프 형상을 하며 하나 이상 다수로 이루어지는 응축수포집관(4200);
상기 응축수포집관(4200)이 각각 포집한 라디칼 정수를 모으는 원형수집관(4300);
상기 원형수집관(4300)의 일측 하단에 설치되어 모아진 라디칼 정수를 배출하는 응축수 배출관(4400); 을 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 열교환부(6000)는
상기 필터그룹부(1000)로부터 정수를 정량 유입하여 저장하고 밀폐된 용기 형상을 하며 저장된 정수를 비디디부(2000)로 배출하는 열교환용매탱크부(6100);
상기 열교환용매탱크부(6100)의 상측 면에 밀착 설치되어 상기 열교환용매탱크부(6100)에 유입된 정수의 온도를 외부에 전달하며 하나 이상 다수의 방열날개로 이루어지는 제 1 방열판(6200);
상기 열교환용매탱크부(6100)의 하측 면에 밀착 설치되며 상기 제 1 방열판(6200)에 연결되고 상기 열교환용매탱크부(6100)에 유입된 정수의 온도를 외부에 전달하며 하나 이상 다수의 방열날개로 이루어지는 제 2 방열판(6300);
상기 제 1 방열판(6200)의 상부에 고정 설치되며 해당 제어신호에 의하여 외부 공기를 유입하고 상기 방열날개에 공급하는 방열팬(6400); 을 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 3 항에 있어서,
상기 공기여과유입부(7000)는
만곡된 반구 형상을 하며 하나 이상 다수의 관통공이 형성되어 외부의 공기를 유입하며 내부를 외부의 물리적 충격으로부터 보호하는 공기필터뚜껑부(7100);
상기 공기필터뚜껑부(7100)의 내부에 채워지고 유입된 공기에 포함된 이물질을 1차 여과하는 공기프리필터(7200);
상기 공기필터뚜껑부(7100)와 상측외곽이 나사결합하는 상자 형상을 하며 내부 상측에 다수의 중공사막 에어필터(7310)가 각 중공사막의 입구 또는 출구 부분을 에폭시로 고정시켜 설치되며 곰팡이와 바이러스 세균을 여과하고 하측 단면에 정화된 공기가 배출되는 에어배출공(7320)이 형성된 공기필터본체부(7300);
상기 에어배출공(7320)에 관통 연결되고 해당 제어신호에 의하여 흡입된 외부 공기를 고도산화킬레이트부(3000)의 방향으로 배출시키는 무소음에어펌프(7400); 를 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 5 항에 있어서,
상기 라디칼정수배출부(9000)는
상기 비디디부(2000)로부터 유입된 라디칼 정수를 저장하는 제 1 정수탱크부(9100);
상기 제 1 정수탱크부(9100)의 내부 일측에 설치되고 해당 제어신호에 의하여 유입된 라디칼 정수의 온도를 가열하여 조절하는 제 1 정수히터부(9200);
상기 제 1 정수탱크부(9100)의 외부 일측에 설치되고 해당 제어신호에 의하여 저장된 라디칼 정수를 배출하는 제 1 정수밸브(9300); 를 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 킬레이트정수배출부(5000)는
상기 증류수포집부(4000)로부터 유입된 킬레이트 정수를 저장하는 킬레이트정수탱크부(5100);
상기 킬레이트정수탱크부(5100)의 외부 상측 일부분에 설치되어 내부 압력을 일정하게 평형 유지하고 중공사막 필터로 이루어지는 압유지에어벤트(5200);
상기 킬레이트정수탱크부(5100)의 외부 일측에 설치되고 해당 제어신호에 의하여 저장된 킬레이트 정수를 배출하는 킬레이트정수밸브(5300); 를 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 6 항에 있어서,
상기 정수유량계(1600)는
상기 정수를 해당 제어신호에 의하여 정량으로 공급하는 정량펌프로 이루어지는 구성을 특징으로 하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 16 항에 있어서,
상기 볼필터(3300)는
제올라이트와 세라믹과 카본 중에서 선택된 어느 하나 또는 선택된 어느 하나 이상이 혼합되어 이루어지는 킬레이트 정수 제조장치.
제 25 항에 있어서,
상기 볼필터(3300)는
직경이 2 내지 7 밀리미터 범위 중 선택된 어느 하나의 값에 의한 크기 또는 어느 하나 이상 다수의 값에 의한 다양한 크기로 이루어지는 킬레이트 정수 제조장치.
제 26 항에 있어서,
상기 볼필터(3300)는
실리카무기바인더와 이산화티탄이 포함된 액체 속에 침지시켜 표면을 코팅하고 섭씨 800 내지 1500 도 범위에서 20 내지 40 분간 열처리하여 코팅표면을 안정하게 경화시켜 이루어지는 킬레이트 정수 제조장치.
제 23 항에 있어서,
상기 킬레이트정수밸브(5300)는
킬레이트운용관리부(8000)의 해당 제어신호에 의하여 원격으로 구동되어 킬레이트 정수의 배출을 선택 조절하는 켈레이트솔레노이드 밸브: 를 더 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.
제 22 항에 있어서,
상기 제 1 정수밸브(9300)는
킬레이트운용관리부(8000)의 해당 제어신호에 의하여 원격으로 구동되어 라디칼 정수의 배출을 선택 조절하는 라디칼솔레노이드 밸브: 를 더 포함하는 킬레이트 정수 제조장치.