KR970011364B1 - 전해수 연속 제조 장치 - Google Patents

Abstract

요약없음

Description

전해수 연속 제조 장치

제 1 도는 본 발명의 실시예를 도시하는 전해수 연속 제조 장치의 종방향 측면도.

제 2 도는 제 1 도의 X-X선에 따라 취한 단면도.

제 3 도는 제 1 도에 도시한 장치의 평면도.

제 4 도는 일부 절결한 다이어프램 박스의 측면도.

제 5 도는 제 4 도의 일부 절결한 다이어프램 박스의 평면도.

제 6 도는 제 4 도에 도시한 다이어프램 박스의 저면도.

제 7 도는 제 4 도에 도시한 다이어프램 박스의 종방향 단면도.

제 8 도는 장치의 구조를 설명하는 개략도.

제 9 도는 전해수를 연속 제조하는 종래 장치의 종방향 단면도.

제10도는 본 발명의 다른 실시예의 시스템을 도시하는 개략도.

제11도는 제10도에 도시한 시스템의 작용을 설명하는 플로우챠트.

제12도 및 제13도는 제10도에 도시한 시스템에 사용된 미네랄 첨가장치의 사시도.

제14도는 본 발명의 또다른 실시예인 수(water)처리 장치의 개략적 사시도.

제15도는 제14도에 도시한 장치의 분해 사시도.

제16도는 집중된 유로제어 유니트의 횡단면도.

제17도는 정상 유량 제어부의 확대 사시도.

제18도는 제17도에 도시한 정상 유량 제어부의 사시도.

제19도는 제17도에 도시한 정상 유량 제어부의 밸브에 작용하는 압력과 유량간의 관계를 도시하는 그래프.

제20도는 정수기내에 있는 내부 필터층을 도시하는 사시도.

제21도는 정수기에 의해 처리된 물을 위한 잔류염소 제거 곡선을 도시하는 그래프.

제22도는 정수기용 카트리지 케이스를 고정하는 수단을 도시하는 확대 사시도.

제23도는 고정수단의 주요부의 확대 단면도.

제24도는 그 전기 회로 다이어그램.

제25도는 정수기에의 급수 시간과 여과력 간의 관계를 도시하는 그래프.

제26도는 본 발명을 실현하는데 사용되는 다이어프램 조립체의 사시도.

제27A도는 제26도의 X-X선에 따른 다이어프램 조립체의 단면도.

제27B도 및 제27C도는 여러가지 다이어프램의 사시도.

제28도는 다른 실시예를 도시하는 다이어프램 조립체의 사시도.

제29도는 사출성형에 의해 다이어프램을 제조하는 방법을 설명하는 개략도.

제30도는 사출성형에 의해 다이어프램을 제조하는 다이의 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전해전지2 : 다이어프램

3 : 양극4 : 음극

5 : 입구16a : 공급 터미널

39 : 양극실147 : 퓨즈

148 : 변압기

발명의 분야

본 발명은 수도물을 연속 전해함으로써 알칼리수 및 산성수를 연속 제조하는, 전해수(electrolyed water) 연속 제조 장치의 개선에 관한 것이다.

발명의 배경

이하에 설명하는, 제 9 도에 도시한 구조를 갖는 전해수 연속 제조 장치는 널리 사용되어 왔다.

즉, 도면부호 1은 전해 전지, 2는 다이어프램, 3은 양극, 4는 음극, 5는 입구, 6은 양극 입구, 7은 음극 입구이다. 수도물을 입구(5)를 통해 전해 전지에 공급하고 직류 전압을 양 음극을 통해 전해수에 공급할 때, 물이 함유하는 양이온은 음극에서 수집되고 물이 함유하는 음이온은 양극에서 수집된다. 음극수 및 양극수는 출구(6,7)를 통해 각각 분리된다.

상술한 전해수 연속 제조 장치를 사용하면, 음극수(알칼리수)가 사용되며 이는 음료수로서 사용된다. 이런 이유에서, 음극수의 유입량을 증가시키기 위해, 양극수의 유량은 물이 전해된 뒤 원래 얻을 음극수에 대해 드로를 밸브(6a)에 의해 억제된다.

또, 최근에, 음료수로서 음극수뿐 아니라 야외용이나 음식물 제조, 요리등에 양극수(산성수)도 사용하는 경향이 있으며, 음극수이건 양극수이건 관계 없이 유입량을 증가시키도록 더 많은 전해수를 제조하려는 욕구가 강해지고 있다.

그러나, 전술한 바와 같이 음극수를 얻는 것을 주목적으로 하는 경우등에 전해수를 연속 제조하는 종래 기술의 장치의 구조를 사용하면 양극수의 출구(6)는 드로틀 밸브(6a)에 의해 교축된다. 양극실내의 내압은 이 교축에 의해 상승되며, 양극수는 다이어프램(2) 너머로 음극실로 이동하며 이들이 섞이는 현상이 일어난다. 이는 더 많은 음극수를 채취하려는 경우 나쁜 효과가 된다. 음극수 출구에 교축 밸브를 배치하고 양극수를 채집하는데 주 목적이 있는 경우에는 더욱 그렇다.

결국, 종래의 전해수 연속 제조 장치에 의해, 음극수(또는 양극수)의 주 유입량대 양극수(또는 음극수)의 보조 유입량의 유량비는 약 6 : 4가 되는데, 이는 전해 효과를 고려하여 입구(5)를 통해 전해 전지에 공급되는 급수량의 한계이다. 이 한계를 넘어 주 유입량을 증가시키려면 양극수(또는 음극수)를 음극수(또는 양극수)와 섞어서 소기의 목적을 달성할 수가 없다.

본 발명의 주목적은 상술한 나쁜 효과를 제거할 수 있고 전해 효과의 한계까지 전해 전지로부터의 보조 유입량에 대한 주 유입량의 비율을 증가시키는 장치를 제공하는 것이다.

발명의 개요

본 발명에 따르면, 상술한 해결 과제는 음극실과 양극실을 다이어프램부를 통해서만 서로 연통되도록 서로 독립적으로 형성하고 입구와 출구가 음극실과 양극실에 각각 배치된 구조에 의해 해결한다.

상술한 구조의 전해수 연속 제조 장치에 있어서, 음극실과 양극실은 서로 독립적인 것이기 때문에 전해에 의한 이온 교환 운동만이 일어난다. 이 경우에, 음극수와 양극수는 서로 혼합되지 않기 때문에 주유입량을 전해 효율의 한계까지 증가시킬 수 있다.

상세한 설명

제 1 도 내지 제 7 도는 본 발명의 실시예를 도시하며 제 8 도는 그 구조를 개략적으로 도시한다.

도면에서, A는 합성수지로된 상자형 전해 전지를 가리킨다. 이는 두부분, 즉 상하부로 나뉘며 분할된 박스부(10 및 11)로 구성된다.

상술한 박스형 전해 전지(A)는 두개의 다이어프램 상자(B)가 위치되어 있으며, 그 각각에는 양극판이 다이어프램과 함께 설치되어 있고 3개의 음극판(12)이 교대로 설치되어 있다. 각 다이어프램 박스(B)는 폭 방향으로 둘로 나뉘며 분할된 박스부(13,14)로 구성된다. 15는 박스부(13,14) 각각의 격자형 측면에 배치된 다이어프램이며, 16은 다이어프램 박스(B)에 배치된 양극판이다. 다이어프램 박스(B)내에 배치된 음극판(16)의 공급 터미널(16a)은 다이어프램 박스(B)에 형성된 구멍 및 전해 전지(A)의 상부 상자부(10)에 형성된 구멍(17)을 통해 외향 돌출한다. 한편, 음극판(12)의 공급 터미널(12a)은 상부 상자부(10)에 형성된 구멍(18)을 통해 직접 외향 돌출한다.

다이어프램 박스(B)에는 입구(19)와 출구(20)가 배치되어 있다. 하부의 입구를 통해 공급된 물은 내부 격벽판(21)에 의해 나뉘어진 경로내로 상승되고 격벽판(21)의 최상부를 넘어 양극실로 들어간다. 반대쪽에서, 물은 내부에서 상승하도록 최하단 하방을 통과하여 다른 격벽판(22)에 의해 구획된 다른 통로로 들어가고 상부 출구(20)를 통해 상자로부터 나온다.

상술한 상자형 전해 전지(A)의 하부 상자부(11)에는 각 끝부분에 급수용 입구(23) 및 출구(24)가 배치되어 있다. 한편, 상자부(10)에는 급수용 입구(26) 및 출구(25)가 배치되어 있다. 입구(23)를 통해 공급된 물은 상자(B)의 입구(19)를 통해 직접 다이어프램 상자내로 흐르며 출구(20)를 통해 나간다. 이때, 분할된 상자부(10)의 출구(25)를 통해 직접 외향 추출된다. 다른한편, 급수용 입구(26)를 통해 공급된 물은 두개의 다이어프램 상자(B)와 3개의 음극판(12) 사이에 남는 공간(음극실)을 통해 흐르며, 분할된 상자부(10)의 출구(24)를 통해 취해진다.

제 8 도는 쉽게 이해될 수 있도록 상술한 구조를 갖는 전해수를 연속 제조하는 장치를 도시한 것이다. 상술된 장치를 사용하여 도면에 도시된 바와 같이, 양극 측부 및 음극 측부상의 흐름 통로가 서로로부터 독립적이고 분리되어 있기 때문에, 관계된 전기 분해에 따라서 단지 이온의 운동을 교환하고, 흐름속도를 위해 전기 분해의 효율 한계치까지의 유량을 증가시키는 것이 가능하다. 유량에 있어서, 주 유입량대 보조 유입량이 8 : 2인 비율은 실제 영역으로서 만족하게 활용될 수 있고, 경제 효율을 증가시키는 것이 가능하다.

상술된 장치의 구조를 사용함으로써, 제조된 물의 성질은 전해질 전지에서 흐름통로를 변경시킴 없이 극성을 전기적으로 전환시키는 것에 의해 전환된다. 따라서 동일 유입 출구를 통해 유입량을 증가시키기 위한 목적은 음극수든 양극수든간에 관계없이 전극에 전용된 전류 전압의 극성을 전화시킴으로써 얻어질 수 있다.

공급된 수도물이 지하수에서, 물 공급원의 부패, 미소한 양으로 존재하는 화학물질(인체에 나쁜 영향을 주는 유독물질) 및 물의 악취등과 같은 다양한 문제점이 발생된다. 수도물에 대한 신뢰가 불가능한 상태에서, 각각의 가정에서 안전하고 향기로운(delicious) 건강상 좋은 식수를 얻는 것은 필연적인 것이다.

더 나아가, 신체의 건강과 식수에 함유된 잔류 미네랄 사이의 상관 관계와 식수가 병에 관련하여 중요하다는 점은 보고되어 있다.

또한, 물의 산성도와 생명 사이의 관계를 연구한 보고서에 따르면, 졸중풍으로 인한 사망자수가 산성식수를 사용한 가정에서 더많고, 반대로 장수한 사람은 알칼리성 식수를 사용한 가정에서 많아다는 것이 보고되어있다.

본 발명에 따른 상술된 전해수를 연속 제조하는 장치를 사용하면, 수도물 및 지하수 같은 공급수를 처리하는 간단한 방법으로 통상의 가정에서 안전하고 향기로운 건강상 좋은 식수를 제조할 수 있는 건강 식수를 제조하는 것이 가능하다.

상술된 장치는 활성탄의 흡수 작용을 사용함으로써 오염 및 유리물을 제거하도록 오염물 및 유기물을 흡수하는 흡수 처리 장치와, 미네랄 시약 같은 위생시약을 흡수된 물에 공급하는 미네랄 컵장치와, 미네랄 시약을 함유하는 물을 전기 분해함으로써 알칼리수 및 산성수를 연속 제조하는 전해 전지를 포함한다.

상술된 구조를 갖는 건강 식수 제조 장치를 사용하는 것에 의해, 수도물 및 지하수 같은 공급수가 흡수 및 여과에 의한 2단계로 처리되고 미네랄 시약 같은 첨가된 위생 시약을 함유한 후 전해에 의해 알칼리 이온수로 변화되기 때문에, 안전하고 건강상 좋은 식수를 얻을 수 있다.

제 10 도는 본 발명에 따른 건강상 좋은 식수를 제조하는 장치의 측면도이고, 제 11도는 그 작동을 도시한 흐름 챠트도이다.

도면에서, A는 활성탄으로 충전되어 있는 고정 베드가 내부에 형성되어 있는, 활성탄을 사용하는 흡수 처리 장치이고, B는 미세한 다공성 부재를 겹쳐서 복합층으로 형성한 마이크로필터이고, C는 세슘, 소듐등과 같은 미네랄 시약을 공급하는 미네랄 첨가 장치이며, D는 전해수에 의한 알칼리 이온수와 산성수를 연속 제조하는 전해 전지이다. 상기 부품들은 도관을 통해 차례로 연결되어 있다.

미네랄 첨가 장치(C)는 일반적으로 제 12 도에 도시된 바와 같은 구성을 갖는데, 여기에서 미네랄 시약 함유 탱크(32)는 밸브(33)를 통해 도관에 형성된 오리피스(31)와 연결되고, 탱크에 함유된 미네랄 시약은 물이 안내될 때 오리피스에서 발생된 음의 입력의 작용으로 도관으로 공급된다. 상기 미네랄 첨가 장치(C)는 제한적이지만 제 13 도에 도시된 바와 같은 구성을 갖는데, 여기에서 미네랄 시약을 함유하는 메쉬 실린더 본제(35)는 탱크(34)에 위치되고, 미네랄 시약은 탱크 하부로부터 상향으로 물을 안내함으로써 메쉬 실린더 본체(35)를 통해 물에 공급된다.

전해 전지(D)은 음극(36)이 배열된 음극실(37)과 양극(38)이 배열된 양극실(39)이 서로 독리적으로 형성되어 단지 다이어프램(40)를 통해서만 서로 연결되고 입구 및 출구가 음극실(37)과 양극실(39)의 각각에 배열되는 구성을 갖는다.

활성탄을 사용하는 상술된 흡수처리 장치(A)의 출구 측부는 도관(41)를 통해 마아크로 필터(B)의 입구 측부와 연결되고, 마이크로 필터(B)의 출구 측부는 미네랄 첨가 장치(C)의 오리피스(31)을 통해 통과하는 도관(42)을 통하여 전해 전지(D)의 양극실(39)의 입구 측부와 연결된다. 더 나아가, 미네랄 첨가 장치(C)로 안내하는 도관(42)으로부터 2개로 분리된 도관은 전해 전지(D)의 음극실(37)의 입구 측부에 연결되어 있다.

상술된 구성을 갖는 건강상 좋은 식수를 제조하는 장치가 사용되었을 때, 활성탄을 사용하는 흡수 처리 장치(A)의 입구 측부상의 도관(44)은 커넥터(46)를 통해 수도물 코크(45)에 연결되어 있다.

다음에, 수도물 코크(45)가 개방되었을 때, 수도물은 차례로 흡수 처리 장치(A)와 마이크로 필터(B)를 통해 통과되고, 미네랄 첨가 장치(C)를 통해 전해 전지(D)로 보내진다.

수도물은 활성탄을 사용하는 흡수처리 장치(A)와 미세한 여과 부재를 사용하는 마이크로 필터(B)에서 흡수 및 여과되는 것에 의해 2개의 단계를 거쳐 제공된다. 이러한 처리에 의해, 식수의 질 저하물질, 미소량에 존재하는 화학물질(크롬, 아연, 유기수은, 카듐등과 같은 무거운 금속), 콜론 세균 및 다른 세균등이 제거된다. 특히, 흡수처리 장치(A)는 수도물와 마이크로 필터(B)에 존재하는 암모늄의 제거와 여과에 의해 제거되지 않는 플랭크톤의 제거에 현저한 효과를 갖는다.

칼슘 카보네이트나 소듐 카보네이트인 미네랄 시약은 전해 전지(D)에 도달되기 전에 미네랄 첨가 장치(C)에 의해 흡수 및 여과되는 두개의 단계로 처리되고 그다음에 식수는 전해 전지(D)로 흐르게 된다.

전해 전지(D)에서, 알칼리 이온수(W₁)와 산성수(W₂)는 물을 전해시킴으로써 연속 제조되고 각 출구를 통해 외부로 배출된다. 부가로, 전해질 작용에 의해 알루미늄 및 질산 같은 분자에서 니트로겐이 감소된다. 전해 전지(D)로부터 나오는 음극수(알칼리 이온수)는 식수로서 사용된다. 상술된 처리에 의해 얻어진 식수는 수도물에 함유된 유독 물질이 제거되므로 미네랄 성분을 함유하는 안전하고 향기로운 건강상 좋은 식수이다.

식수에서, 인체 건강과 식수에 함유된 미네랄 발런스 사이에 상호 관계가 있고 식수가 병에 관련하여 중요하다는 것이 보고되어 있다. 더 나아가, 물의 산성도와 생명 사이의 관계를 연구하는 보고서에서,졸중품으로 인한 사망자수가 산성 식수를 사용한 가정에서 많은 반면에 장수한 사람은 알칼리 식수를 사용한 가저에서 더 많았다는 것이 보고되어 있다. 상기 보고서에 따르면, 건강상 좋고 향기로운 식수에서 미네랄 성분의 함유량을 건강 식수에서 Ca-0.87Na

5.2(mg/l)이고 향기로운 식수에서 Ca-0.87Na

2.0(mg/l)이다.

한편, 전해수를 제조하는 장치에 의해 제조된 음극수(알칼리 이온수)와 양극수(산성수)에서 물 분자 집합체(cluster)는 원래의 물 분자 집합체보다 작다는 것이 증명되었고, 또한, 적은 물 분자 집합체(클러스터)를 포함하는 식수가 미각 세포(tastebud cell)로 보다 쉽게 들어가기 때문에 보다 향기롭고 달콤하게 느껴지는 것이 보고되어 있다.

상술된 바와 같이, 상술된 식수 제조 장치를 사용함으로써, 모든 유해한 물질이 제거되고 물의 집합체가 작으며, 음극수가 알칼리 산성도 값을 갖으며, 칼슘, 소듐등의 미네랄 발런스를 임의 제어하는 것이 가능하기 때문에, 원래의 물을 취하여 안전하고 향기로우며 건강상 좋은 식수를 얻는 것이 가능하다.

전해수를 연속 제조하는 장치를 사용하는 본 발명에 따른 정수기를 포함하는 식수 처리 장치의 실시예가 제14도 및 제15도를 참조로 설명될 것이다. 상기 장치는 일정 유량을 갖도록 정수기에 대해 식수 흐름을 제어하는 수단과, 식수가 일정 유량으로 흐르는 정수기를 위한 식수 흐름 시간의 총합을 표시하는 식수 흐름의 총합이 예정된 값에 도달한 사실을 사용자에게 알리도록 진열된 수단을 포함한다.

상술된 구성을 갖는 식수 처리장치에서, 정수기에 대한 식수 흐름이 일정 유량으로 되도록 제어되므로, 정수기를 통해 통과되는 식수의 총합은 식수 흐름 시간 및 유량의 결과에 의해 표시될 수 있다. 결과적으로 칼슘 이온의 농도가 일정하게 되며, 소정치를 갖는 정수기를 통하여 통과되는 물의 전체량을 비교하므로써 정수기의 여과력을 아는 것이 가능해진다.

제14도 내지 제26도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다.

주요 부분의 구조에 대한 개요가 제14도 내지 제16도를 참조로 하기에 서술될 것이다. 상기 도면의 도면 부호 101은 다수의 물 취급부가 위치된 박스형 몸체이다. 각 물 취급부는 정수기(A), 위생 시약 첨가 장치, 집중 흐름 통로 제어 유니트(D)에 접속된 상태로 상기 위생 시약 첨가 장치내에 위치된 전해 전지(C)의 조합으로 구성되어 있다.

정수기(A)는 아황산 칼슘과 같은 환원 무기질(103a)과 활성탄(103)으로 카트리지(102)를 충전시키므로써 형성된다. 상기 도면 부호 104은 입구이며 도면부호 105는 출구이다.

위생 시약 첨가 장치(B)는 신속한 정화를 위하여 탄산 칼슘, 글리세린 칼슘, 글리세린 B-D-글루코스등 또는 비타민 약품을 수도물에 첨가하여 이들이 그 안에서 섞이도록 미네랄 시약 또는 약품 등을 첨가하며, 탱크의 하부로부터 상부까지 위생 시약이 메시 실린더(107)를 통하여 용해되도록 물이 하기에 서술된 위생 시약을 포함하는 메시 실린더(107)가 위치된 탱크(106)를 통하여 통과되는 구조를 갖는다. 도면부호 108은 입구이며 도면 부호 109는 출구이다.

전해 전지(C) 다이어프램(114)에 의해 전지(110)을 음극(111)이 위치된 양극실(112)과 음극(113)이 위치된 음극실(115)내에서 분리되는 것으로 이루어진다. 도면 번호 116은 음극실 측부의 입구이며 도면번호 117은 양극실 측부상의 입구, 도면 번호 119는 그 출구이다.

상술된 집중 흐름 통로 제어 유니트(D)는 3개의 주요 파이프 경로 즉, 제1파이프 경로(d1), 한 단부에서 교차되어 제1파이프 통로에 접속된 제2파이프 경로(d2), 그 한 단부에서 교차되어 제2파이프 통로에 접속된 제3파이프 통로(d3)를 갖는다.

제1파이프 경로(d1)는 그 한 단부상에서 수도물 접속을 위한 마우스 부분(120)을 가지며, 볼(121)과 밸브개구(122)로 구성된 비복귀 밸브부는 제2파이프 통로(d2)와 교차되는 지점에 위치된다. 상기 볼 밸브 부근에서 상술된 정수기(A)의 입구(4)에 접속된 파이프 마우스 부분(123)이 위치된다. 도면부호 124는 비복귀 밸브부의 볼 정치 부재이다.

제2파이프 통로(d2)는 제3파이프 통로와 교차되는 위치에서 상술된 정수기(A)의 출구(105)에 접속된 마우스 부분(125)을 가지며 그 근처에서 상술된 위생 시약 첨가 장치(B)의 입구(108)에 접속된 파이프 마우스 부분(126)이 위치된다. 또한, 그 전방의 위치에서 후술될 일정 유량 제어부(E)가 위치되며, 파이프 마우스 부분(127)이 그 아래에 위치되는데, 이것은 상술된 전해 전지(C)의 양극 측부상의 입구(118)와 음극실 측부상의 입구(116)에 접속된다.

제3파이프 통로(d3)는 그 한 단부상에서 파이프 통로의 수압의 변화에 의해 구동되는 다이어프램(128)을 갖는다. 거기에 장착된 플런저는 전해 전지를 작동시키기 위해 구동되는 파이프 경로의 위측에 배치된 마이크로 스위치(S)에 연결된다. 이런 방법으로 전해 전지의 작동이 시작 및 정지되며 양극 침입 작동이 실시된다.

또한, 제3파이프 통로(d3)내의 다이어프램(128)과 대향인 위치에서 볼(130)과 밸브 개구(131)로 구성된 비복귀 밸브가 배치되며 후술될 경우에 사용되는 돌출 파이프의 마우스 부분(132)이 도한 그 아래에 위치된다. 도면부호 133은 비복귀 밸브부의 볼 제어 부재이고, 도면부호 134는 통풍 파이프의 마우스 부분이다.

위생 시약 첨가 장치(B)의 출구(109)는 그곳을 통과하는 물이 전해 전지(C)의 양극실 측부상에서의 입구(118)를 흐르는 물과 연결되도록 접속된다.

제14도에서 도면부호 135는 제1파이프 경로의 마우스 부분에 수도물을 유입하기 위한 호스이며, 도면부호 136은 제2파이프 경로의 마우스 부분(126)으로부터 위생 시약 첨가 장치(B)의 입구까지 흐르는 물을 안내하는 호스이다. 도면부호 137은 위생 시약 첨가 장치(B)의 출구(109)로부터 전해 전지(C)의 양극실 측부상의 입구(118)까지 흐르는 물을 안내하는 호스이다. 도면부호 138은 제2파이프 통로의 마우스(127)으로부터 전해 전지 음극 측부상의 입구(116)까지 흐르는 물을 안내하는 호스이며, 도면부호 140은 전해 전지(C)의 음극실 측부상의 출구(119)로부터 외부까지 흐르는 알칼리 이온수(W₁)를 안내하는 호스이며, 도면부호 139는 양극실 측부상의 출구(117)로부터 외부까지 산성수를 안내하는 호스이다.

도면부호 101a는 정수기(A)를 지지하는 도시에 거기에 걸린 집중 흐름 통로 제어 유니트(D)를 유지시키는 지지 테이블이다. 파이프 마우스 부분(123,125)은 지지 테이블을 통하여 입구(104) 및 출구(105)에 각각 접속된다.

상술된 일정 유량 제어부(E)는 제17도 및 제18도에 도시된 것처럼 그 중첩된 탄성 물질과 같은 고무로 제조된 시트 몸체(142)와 밸브 몸체(141)로 구성된다. 밸브 몸체(141)에서는 그 중앙부에서 이것의 파이프 경로 방향으로 횡단하는 물 유입 구멍(141a)이 형성되며, 표면부에서 이것과 방사 방향으로 횡단하며 시트 몸체(142)와 접촉된 다수의 물 유입 홈(141b)이 형성된다. 반면에, 시트 몸체(142)에서는 이것이 상술된 밸브 몸체(141)에 형성된 중앙 물 유입 구멍(141a)과 연통되도록 이것과 파이프 통로 방향으로 횡단하는 물 유입 구멍(142a)이 형성된다.

상술된 일정 유량 제어부(E)에서, 파이프 통로내의 물은 2개의 경로 즉, 밸브 몸체(141)에 형성된 중앙 물 유입 구멍(141a)과 방사 방향의 물 유입 홈(141b)을 통하여 시트 몸체(142)에 형성된 중앙 물 유입 구멍(142a)에 도달되도록 통과된다. 밸브 몸체(141)를 통하여 통과하는 물의 유량은 다수의 물 유입 홈(141b)을 통하여 통과하는 유량(θ)과 물 유입 구멍(141a)을 통하여 통과하는 유량(P)의 총합인 P+θ로 표시된다. 그러나, 파이프 통로내의 수압이 변하는 경우 즉, 수압이 증가하는 경웨, 밸브 몸체(141)의 단부면에 작용하는 트러스트 압력이 증가하기 때문에 밸브 몸체(141)는 탄성 물질과 같은 고무로 제조된 시트 몸체(142)의 접촉면에 트러스트 된다. 그러므로, 물 유입 홈(141b)의 물 유입 횡단면은 시트 몸체(142)의 변형이 감소되므로써 유량이 감소된다. 이 경우 밸브 몸체(141)에 형성된 중앙물 유입 구멍(141a)의 물 유입 횡단면은 수압의 변화에 영향을 받지는 않지만 유량은 수압에 비례하여 증가되거나 감소된다. 결과적으로, 일정 유량제어브(E)를 사용하므로써 밸브 몸체(141)을 통하여 통과하는 유량이 파이프 통로내의 수압 변화에 관계없이 거의 일정하기 때문에 전해 전지(C)에 공급된 물의 양을 거의 일정하게 유지하는 것이 가능하다. 제19도에 도시된 도표는 밸브 몸체(141)에 작용하는 압력(PR)과 상술된 유량(P) 및 θ사이의 관계를 도시하고 있다.

정수기(A)에서 여과 효율이 감소됨에 따라, 만일 카트리지 케이스(102)의 입구(104)가 제20도에 도시된 것처럼 원통형 필터층에 대하여 편심되었다면 유입 챔버는 입구 측부상에 형성되도록 구성된다.

또한, 정수기의 여과층은 활성탄(103)으로 제조된 제1층, 환원 무기물(103a)로 제조된 제2층, 활성탄(103)으로 제조된 제3층의 순서로 물 흐름 방향으로 배치된 3개층으로 구성된다.

종래 기술에서 정수기 활성탄은 일반적으로 여과기의 기층으로 사용된다. 그러나, 활성탄을 제외하고 제조된 여과 물질이 사용된 경우, Wθ는 취급수의 양을 나타내고, N_WD는 잔류염소 농도, N_WD는 자연수(raw water)내의 잔류 염소 농도를 나타내는 제21도의 그래프내에서 잔류 염소 제거 곡선(파단선)으로 도시된 것처럼 흡수는 천천히 진행되며 그로부터의 제거가 초기 Ts의 과정에 완벽함에도 불구하고 활성탄에 의해 흡수되지 않은 잔류 염소는 중기(Tm)와 이것에 이은 말기(Te)에서 취급되지 않은 상태로 그 사이를 통과한다. 결과적으로, 이것이 음료수인 경우 이것은 트리할로메탄(THM)이라고 불리는 물질을 초래하는 차아 염소산 및 염소와 반응하는 자연수에 함유된 휴민산과 같은 유기질 및 정수 장치에 염소를 사용함으로써 정수에 의한 살균 처리를 하도록 되어있다. 이런 물질은 인간에 대한 발암성 물질로 공지되어 있으며 염소에 의한 소독은 제2오염을 야기한다.

역으로, 상술된 3개의 층으로 구성된 정수기를 사용하므로써 제2오염물로 제거하는 것과 잔류 염소 및 유리(free) 염소의 제거력을 높이는 것이 가능하다.

즉, 수도물 오염물의 구성 성분은 ① 냄새(2-MIB=청조의 식물성 플랑크톤과 같은 방향 물질인 디오스민), ② 식물의 부패에 의해 형성되는 휴민산을 갖는 소독 염소의 반응에 의한 트리할로메탄, ③ 비료와 같은 유기 염소 성분, ④ 중금속(카드뮴, 납, 수은, 아연등등), ⑤ 잔류염소, ⑥ 철부식, 오물등이다.

이런 물질이 여과 물질에 의한 여과수에 의해 제거되는 경우, 상기 ① 내지 ⑤에 서술된 물질은 활성탄을 사용하므로써 제거가능하다. 그러나, 활성탄은 분리되지 않으며, 많은 분자량을 갖는 물질은 여과 물질을 통과시키는 흐름 속도에 따라 흡수되지 않게 한다. 결과로, 제21도의 그래프에 도시된 바와 같은, 이러한 것은 비교적 초기 시점에서 일어나는 것을 알 수 있다.

반대로, 상술한 3개의 층으로 구성된 정수기(A)는 제1층에서는 ① 내지 ⑤에 나타낸 물질을 흡수하는 기능을 가지며, 잔류 염소의 감소 작용에 의해 상승력을 제공하여 cl^_내부에서 염소를 분해하며, 무해 물질 내부에서 염소를 변화시키는 산소와 제1층에서 흡수력을 가지지 않는 다른 흡수 물질은 제3층에 있으므로, 잔류 염소의 제거를 위해 기술된 청정력을 증가하는 것이 가능하다.

제22도 및 제23도의 정수기(A)의 카트리지 케이스(102)가 교환되는 경우의 고정 수단을 도시하고 있다. 즉, 카트리지 케이스(102)가 지지 테이블(101a) 상에 배치되어 링형 벽 부분(101b)내에 놓이도록 구성되어 있고, 카트리지 케이스(102)의 일부는 링(102a)의 일부와 동시에 케이스 측면상에서 링형 돌출 에지(102b)를 밀어붙이므로 케이스(102)와 함께 회전가능하게 결합된 링(102a)을 회전시켜서 링형 벽 부분(101b)내에 형성된 수용 홈(101C)과 함께 결합되어 있다.

다음에 상술한 구성 부분의 물 취급 작동에 대해 설명한다.

수도 코크(도면에서 생략)가 개방될 때, 수도물은 집중 흐름 통로 제어 유니트(D)안에서 제1파이프 통로(d₁)의 파이프 마우스 부(120)를 통하여 파이프 통로로 흐른다. 이때에, 볼(121)은 밸브 마우스(122)가 폐쇄되므로 수압에 의해 이동된다. 따라서, 물은 파이프 마우스 부(123)로부터 흘러서 입구(104)를 통하여 정수기(A)안으로 흐른다. 청소 작업에 사용되는 물은 출구(105)로부터 흘러서 이의 횡단부에서 파이프 마우스 부(125)를 통하여 제3파이프 통로(d₃)와 제2파이프 통로(d₂)안으로 흐른다.

제2파이프 통로(d₂)에 있는 일부의 물은 파이프 마우스 부(126)로부터 흘러서, 입구(108)를 통해 장치(B)에 부과된 위생 시약을 유동시킨다. 위생 시약이 첨가된 물은 출구(109)로부터 흘러서 양극실상의 입구(118)를 통하여 전해 전지로 보내어진다. 제2파이프 통로(d₂)에 있는 다른 물은 일정 유량 제어 단면(E)을 통하여 통과하며, 파이프 마우스 부(127)로 부터 흘러서 음극실 측면상의 입구(116)와 양극실 측면상의 입구(118)를 통해 전해 전지로 보내진다.

다른 한편, 제3파이프 통로(d₃)에 있어서, 볼(130)은 밸브 마우스(131)가 폐쇄되므로 이동한다. 다이어프램(128)은 그곳에서 발생된 수압에 의해 밀려지고, 마이크로 스위치(S)는 플런저(129)의 이동에 의해 구동된다. 이러한 방법에 있어서, 전해 전지(C)용 동력 공급 회로(도면에서 생략)가 스위치되 온 된 다음에 전해 전지가 작동하기 시작한다.

전해 전지(C)에 있어서, 알칼리 이온수(음극수)와 산성수(양극수)는 전해수에 의해 연속적으로 제조된다. 알칼리 이온수는 음료수와 같은 호스(139)를 통하여 출구(117)로부터 얻을 수 있으며, 산성수는 호스(140)를 통하여 출구(119)로부터 얻을 수 있다.

정수기(A)로 처리하여 얻은 알칼리 음료수와, 장치(B)에 첨가된 위생 시약 및 전해 전지(C)는 수도물에 남아있는 거의 대부분의 독성 물질이 제거되므로써 미네랄 위생 시약 성분을 유지하는 음료수로서 향기로우며 안전하다.

다음에, 수도물 코크가 물 공급을 정지시키기 위해 폐쇄될 때, 수압이 낮아지고, 다이어프램(128)은 복귀한다. 따라서, 마이크로 스위치(S)는 다시 구동되며, 전해 전지(C)의 작동이 정지한다. 더욱이 볼(121,130)이 각각의 밸브 마우스(122,133)를 정지시키므로, 전해 전지와 장치에 첨가된 위생 시약에 있는 물은 밸브 마우스(131)을 통해 압력 헤드에 의해 제2파이프 통로(d2)로 복귀되며, 파이프 마우스 부(d₂)로부터 외부까지 호스(도면에서 생략)를 통해 얻어진다.

대향 극성의 다른 전압은 다이어프램이 복귀되므로써 전해 전지에 공급되고, 청정 작업은 전해 전지에 있는 잔류 물이 제거되는 동안 예정된 기간에 실행되고, 물은 상술한 파이프 마우스 부(132)를 통하여 외부로 제거된다.

일정 유량 제어부(E)가 상술한 집중 흐름 통로 제어 유니트(D)에 배치된 사실에 기인하여, 비록 수압이 변동할지라도, 전해 전지(C)로 안내된 물의 양이 거의 일정 유량에 있도록 제어될 뿐만 아니라 정수기(A)에서의 흐름속도도 또한 항상 일정하게 되도록 제어된다.

상술한 정수기의 사용자에게 여과 동력을 나타내어 알리기 위한 수단을 제24도에 나타난 전기 회로의 기본 원리에 기술되어 있다.

도면에 있어서, 참조 번호 143은 동력 스위치(146)와, 퓨즈(147) 및 계전기(R₁)의 접접(r₁)을 통하여 변압기(148)의 제1권선과 접촉하는 교류 동력원이다. 변압기의 제1측면상에서, 변압기(149)는 퓨즈(147)를 통하여 동력원(143)에 결합되어 있다. 더욱이 변압기(148)의 제1측면상에서, 포토커플러(150)와 저항기(151)의 입력은 스위치(146)와 퓨즈(147)를 통하여 동력원(143)에 결합된다.

정류 회로(152)는 변압기(148)의 제2측면과 결합된다. 상술한 전해 전지의 극성을 변환하기 위한 계전기(R₂)의 접접[(r₂-1,(r₂-2)]이 축전기(153)를 통하여 정류 회로9152)의 출력에 결합되어 있으며, 계전기의 접점은 이들이 제어 회로(154)에 의하여 스위치 전환될 수 있도록 결합되어 있다. 다른 정전 회로(155)는 변압기(149)의 제2측면에 결합되어 있다.

제어 회로(154)에 있어서, 정류 회로(152)의 출력은 계전기(R₁, R₂)와 동력 장치에 의해 표시되는 발광 다이오드(L₁)와, 전기 분해중임을 알리는 발광 다이오드(L₂)와, 전해 전지의 청정도를 표시하는 발광 다이오드(L₃) 및 부드러운 콘덴서(156)를 통과하는 정수기와 마이크로 컴퓨터(157) 출력의 수명을 표시하는 발광 다이오드(L₄)와 접속된다. 다른한편, 마이크로 컴퓨터의 입력은 상술한 집중 흐름 통로 제어 유니트(D)의 입력 스위치(S)와, 정수기 수명 리셋 스위치(S) 및 칼슘 이온 집중 스위칭 전환 스위치(S)와 접속되어 있다. 포토커플러(150)의 출력은 마이크로 컴퓨터(157)의 입력과 접속되어 있다.

상술한 구성을 갖는 전기 회로에 있어서, 정류 회로(155)와 콘덴서(156)을 통해 정류된 전압은 사용상 준비된 동력원(143)에서 마이크로 컴퓨터로 항상 공급된다.

동력 스위치(146)가 커질때, 포토커플러가 커진다. 마이크로 컴퓨터(157)는 이를 감지하고, 동력 공급을 표시하는 발광 다이오드(L₁)를 밝힌다. 그런다음, 코크가 물을 공급하도록 개방될때, 압력 스위치가(S)가 작동된다. 마이크로컴퓨터(157)는 이를 감지한다. 계전기(R₁)는 전압을 가하여 접접(r₁)을 폐쇄시킨다. 그리고, 정류 회로(152)로부터 미리 측정된 극성의 직류 전압은 전해 전지 양극(113)의 양단자(113-1) 및 접점[(r₁-1),(r₂-2)]을 통한 음극의 음단자(111-1)에 공급되도록, 전해 전지의 작동이 시작된다. 동시에, 마이크로컴퓨터(157)는 전기 분해가 경로에 있는 것을 표시하도록 전기 분해에 의해 표시되는 발광 다이오드(L₂)를 밝히며, 정수기에 급수량을 계산하기 시작한다.

수도물 코그가 폐쇄될 때, 급수량이 상호 방해되므로, 압력 스위치(S)가 작동된다. 전해 전지의 전극에 대한 동력원은 중단되며, 마이크로컴퓨터(157)의 계산이 또한 중단된다. 전기 분해중임을 표시하는 발광 다이오드(L₂)는 소멸된다.

상술한 바와 같이, 물 공급 및 단절이 반복되며, 정수기용 급수 시간을 나타내는 수치가 소정치(정수기를 통과한 총 급수량)에 도달할 때, 마이크로 컴퓨터(157)는 정수기의 카트리지 케이스에 대한 교환시기를 알리도록 정수기의 수명을 표시하는 발광 다이오드(L₄)를 켜고 끈다. 사용이 더 지속되어 수치가 소정의 수명에 도달할 때, 마이크로컴퓨터는 정수기에 대해 교환 시기를 사용자에게 알리도록 상술한 다이오드(L₄)를 밝힌다.

제25도에 기술된 그래프는 계산치가 소정치(c₁)와 수명의 소정치(c₂)에 도달할 때, 물 공급(SU)과 차단(ST)의 반복에 의한 시간의 경과에 따른 수치의 변화를 나타내고 있으며, 여기서 T는 계산치가 수명의 소정치에 도달하는 적절한 시기에 물 공급의 시작을 나타내는 시간이고, t₁내지 t₄는 마이크로컴퓨터 계산이 실행되는 시간의 기간을 나타내고 있으며, 첨가하면, T는 정수기의 수명을 표시하는 발광 다이오드가 스위치를 켜고 끄는 타이밍이고, T₂는 다이오드가 빛을 밝히는 타이밍이고, T₃는 정수기 수명 리세트의 타이밍이다.

제어 회로(154)에 있어서, 이는 생수의 칼슘 이온 농도에 의존하는 칼슘 이온 농도 스위칭 전환 스위치(S₂)를 세팅하기 위해 마이크로컴퓨터에 있는 계산치에 의한 수명의 소정치와 나타나게될 소정치를 변경하도록 정확히 사용자에게 알리는 것이 가능하다.

정수기 카트리지 교환후, 정수기 수명 재조절용 스위치(S)가 켜지고, 마이크로컴퓨터(S)에 있는 계산치가 다음에 사용하는 장치와 적합해지도록 조절된다.

게다가, 일정 유량으로 되도로 정수기에로의 급수를 제어하는 수단은 상기 실시예에 나타낸 일정 유량 제어 영역을 제한하지 않으며, 어떤 다른 수단이 임으로 사용될 것이다.

제26도 내지 제30도는 상기 서술된 연속 전해수를 제공하는 장치에서 다이어프램 박스에 적합한 다이어프램 조립체의 실시예를 도시한다.

위 실시예는 다이어프램 조립체를 위해, 다이어프램이 수지로 형성된 프레임 조립체에 있는 한 몸체내에 프레임과 함께 형성되며 다이어프램이 프레임으로 지지되도록 구성된 구조물을 갖는다.

상기 구조물을 갖는 다이어프램 조립체에서, 수지 형성 조건하에서 최소 두께로 프레임 자체의 두께를 감소시키는 것도 가능한다. 게다가, 프레임 및 다이어프램은 서로밀착되므로 가능한한 작게 굽힘을 유지하는 것도 가능하다.

제26도 내지 제31도에, 도면번호 210은 한쌍의 수지 프레임을 나타내고, 211은 수지 프레임의 조립시 수지 재료로 묻히는 상태에서 한 몸체로 형성되는 다이어프램이다.

한쌍의 수지 프레임(120)은 그들이 서로 결합되어 중복될 때, 평평한 공간이 그 사이에 유지되도록 평판형 전극(212)이 평평한 공간내에 위치되도록 형성된다. 212a는 서로 중복된 프레임(210)의 단부면에서 외부로 돌출된 공급 터미날이다. 게다가, 프레임 사이의 평평한 공간을 통과한 물을 안내하는 입구(210a)는 각 대각선단에 서로 중복된 프레임(210)의 단부면상에 형성된다.

상기 프레임(210)은 선형이지만, 그것은 제29도에 나타낸바와 같이 격자형 일수도 있다.

제30도 및 제31도는 사출 성형으로 상기 다이어프램 조립체를 조립하는 방법을 도시한다.

즉, 213은 사출성형에 사용되는 다이의 숫다이이며, 214는 그의 암다이이며, 213a 및 214a는 내부에 수지가 주입되는 부분이며, 214b는 주입구이다. 사출성형은 다이어프램이 두다이의 본계점에 위치하고 상기 구조물을 갖는 다이어프램 조립체가 사출성형으로 다이어프램을 삽입성형 함으로써 쉽게 얻어질 수 있는 상황에 효과적이다. 다이어프램이 제27B에 나타낸 바와 같이 구멍을 갖는 경우에, 사출성형에 사용되는 다이는 핀케이트형이고 다이어프램이 구멍을 갖지 않는 경우에, 그것은 측면 게이트형이ㄷ. 다른 경우에 있어서, 프레임은 다이어프램의 양측면상에 수지를 주입함으로써 형성된다.

다이어프램이 상기된 바와 같이 한 몸체내의 양측면상에 주입된 수지재료 사이에 놓인 그 구조물을 사용함으로써, 다이어프램의 두께를 효과적으로 하는 프레임의 두께(d)를 제31도에 나타낸 바와 같이 성형 조건(d=1.0 내지 1.5mm)으로 결정된 한계치까지 감소시키는 것이 가능하다.

게다가, 한 몸체내에 형성된 구조물을 사용함으로써 프레임 및 다이어프램이 서로 완전히 접촉하므로, 가능한 작은 굽힘을 유지하는 것도 가능하다.

일반적으로, 전기분해로 생성된 물질의 양은 페러데이 법칙에 따라 다음식으로 표현된다.

Q₀=m/mF·q

여기서, Q₀: 전기분해로 생성된 물질의 양(gr)

m : 생성된 물질의 무게

n : 원자가

F : 페러데이 상수(96500 쿨룽)

q : 전류 유입양

Q₀=m/nF·q=m/nF·I·T

=m/nF·V/R·t

=m/nF·s/p·d·vt

여기서, I : 전류세기(Ampere)

t : 유입시간(sec)

R : 물의 전기 저항(

)

S : 전극판의 면적(cm²)

P : 물의 고유저항(s/cm)

d : 저극판 사이의 거리(cm)

또, 전기분해의 세기는 A로, 유동비는 Q_W로 표시한다.

즉, A=Q₀/Q_W

=m/nF·s/p·d·v·Q_W·t

그 결과로, 전기 분해의 효율은 전극판의 면적과 가해진 전압 및 유입시간에 비례하고 전극판 사이의 거리 및 유동비에 반비례한다.

상기 구조물을 갖는 다이어프램 조립체는 다이어프램이 프레임으로 지지된 구조물을 가지며, 그것은 프레임의 두께를 수지 프레임으로 다이어프램을 삽입 성형하는 성형 조건하에 결정된 최소치수로 감소시키는 것을 가능하게 한다. 이런 방법으로, 전극판 사이의 거리를 감소시키는 것이 가능하며 다이어프램의 굽힘을 방지하기 때문에, 전극판과 접하는 시간에 고효율로 실용화할 수 있다는 사실로 전기 분해의 효율을 확실히 증가시키는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 극히 간단한 수단을 사용해 전해 전지의 보조 흡입량에 대한 주흡입량의 비를 전기분해 효율의 한계점까지 현격하게 증가시킬 수 있는 연속전해수를 제조하는 장치를 쉽게 얻을 수 있게 한다.

Claims (6)

1. 전해수를 연속적으로 제조하는 장치에 있어서, 입구 및 출구를 갖고 양극 및 음극중 하나로 사용하는 한 전극판이 제공되어 있는 전해 전지와, 상기 전해 전지에 배열되고 다이어프램부만을 통해 상기 전해 전지에 연결되는 다이어프램을 갖고, 다른 전극판내에 위치한 분리된 다른 입구 및 다른 출구를 갖는 다이어프램 박스와, 양극으로 사용되는 전극판 및 음극으로 사용되는 전극판 사이에 직류 전압을 가하는 수단과, 상기 입구를 통해 전해 전지에 수도물을 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해수 연속 제조 장치
2. 제1항에 있어서, 활성탄의 흡수작용을 이용함으로써 수도물내에 함유된 오염물 및 유기물을 제거하도록 흡수하는 흡수 처리 장치와, 오염물을 여과재료에 의해 제거하도록 여과하는 마이크로필터와, 흡수 및 여과 처리된 물에 위생 시약을 공급하는 위생 시약 첨가 장치와, 상기 입구를 통해 전해 전지에 위생 시약을 첨가하는 급수 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해수 연속 제조 장치
3. 제2항에 있어서, 상기 위생 시약이 미네랄 시약인 것을 특징으로 하는 전해수 연속 제조 장치.
4. 제1항에 있어서, 정수기와, 일정 유량이 되도록 정수기로 유입되는 물을 제어하는 수단과, 물이 일정 유량으로 유입되는 정수기로의 급수 시간의 합인 총 급수량이 소정치에 도달한 사실을 사용자에게 보여주고 알리기 위한 수단과, 정수기로부터 입구를 통해 상기 전해 전지로 흐르는 물을 공급하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해수 연속 제조 장치.
5. 제1항에 있어서, 다른 물 처리 영역 사이의 물통로와 수압 변화에 응답하여 전해 전지 작동용 구동 스위치를 구동하는 수압 감지 통로 및 다른 물처리 영역으로 물을 방출하는 물 방출 통로를 전해 전지용 입출구 통로와 연통시키는 집중 흐름 통로 제어 유니트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해수 연속 제조 장치
6. 제1항에 있어서, 상기 다이어프램은 프레임으로 지지되고, 제조시 수지로 형성되는 프레임과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전해수 연속 제조 장치.

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