KR100928685B1 - 유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어가 가능하도록 된 전기분해 정수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물을 두 번 전기분해하여 음용 가능한 약알칼리수를 얻을 수 있도록 한 전기분해 정수기에 관한 것으로, 특히 유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어로 안정적인 전기분해가 가능하도록 함으로써 양질의 약알칼리수를 안정적이고 경제적으로 생성하여 공급할 수 있도록 한 것이다.

종래에 물을 두 번 전기분해하여 약알칼리수를 얻을 수 있도록 한 전기분해 정수기는 있었으나, 이러한 정수기는 전해조로 인가되는 전압이 항상 일정하여 설치 장소 및 계절의 변화에 따라 전해조로 유입되는 유입수의 유량이 달라질 경우 전기분해가 불규칙적이라는 것이다.

따라서 가변적인 전기분해로 소비전력이 크고, 출수되는 3가지 전해이온수(강알칼리수, 알칼리수, 약알칼리수)의 pH가 일정치 않아 양질의 약알칼리수를 안정적으로 얻을 수 없는 문제점이 있는 것이다.

따라서 본 발명에서는, 전해조로 유입되는 유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어를 통하여 전기분해가 항상 일정하게 유지되도록 함으로써 상기한 문제점을 해결할 수 있는 전기분해 정수기를 제공하고자 함이다.

전기분해 정수기, 유입수, 유량, 전압

Description

유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어가 가능하도록 된 전기분해 정수기{a electrolysis water purifier}

본 발명은 물을 두 번 전기분해하여 음용 가능한 약알칼리수를 얻을 수 있도록 한 전기분해 정수기에 관한 것으로, 특히 유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어로 안정적인 전기분해가 가능하도록 함으로써 양질의 세가지 이온전해수를 안정적이고 경제적으로 생성하여 공급할 수 있도록 한 것이다.

종래에 물을 전기분해하여 음용이 가능한 pH7.4 ~ 8.5의 약알칼리수를 식수로 제공할 수 있도록 한 전기분해 정수기로는 본 출원인이 특허등록 제651654호 등록한 바 있는 것으로, 이러한 정수기의 구조는 전기분해가 일어나는 전해부와 상기 전해부를 통하여 전기분해되어 생성된 약알칼리수를 정수시켜 음용토록 하기 위한 정수부로 구성되어지는 것이다.

이때 상기 전해부에는 한 개의 양극판과 2개의 음극판이 물속에 함유된 이온의 이동만이 가능토록 된 2개의 격막 사이에 설치된 3개의 전극실로 구성토록 되어 2개의 음극 전극실로는 강알칼리수와 약알칼리수가 생성되고, 양극 전극실로는 산성수인 전해이온수가 생성토록 되어 이 중 음용 가능한 약알카리수를 식수로 사용 할 수 있도록 되어 있는 것이다.

그러나 이러한 정수기는 3종류의 전해이온수를 생성함에 있어서, 물을 한 번만 전기분해하는 것이어서 유입되는 물의 성질에 따라 음극 부근의 수소이온농도가 일정치 않고, 양이온의 제거가 충분치 않아 산화환원 전위를 낮추기가 어려웠기 때문에 약알칼리수를 안정적으로 얻을 수 없었던 것이었다.

따라서 이러한 문제점의 해결을 위하여 본 출원인이 등록한 특허등록 제419536호에서는, 두 번의 전기분해를 유도토록 함으로써 안정적인 약알칼리수를 얻을 수 있도록 하였으나, 이러한 구조의 단점은 전기분해되는 과정에서 물의 흐름이 충분한 전기분해를 유도할 수 있는 시간을 갖지 못하게 됨으로써 많은 양의 활성수소와 활성미네랄이 함유되어진 양질의 약알칼리수를 얻지 못했던 것이었다.

또한 선등록된 특허등록 제651654호에서는, 전기분해를 유도할 수 있는 시간을 확보하게 되었으나, 전해조에 인가되는 전압이 항상 일정하여 설치 장소 및 계절의 변화에 따른 유량 차에 의한 전기분해의 특성이 불규칙적이었던 것이다.

따라서 이로 인한 활성수소 및 활성미네랄이 풍부한 양질의 약알칼리수를 안정적으로 얻을 수 없었음은 물론 가변적인 전기분해 상태로 소비전력이 높아 약알칼리수의 식수를 얻기 위한 정수기의 유지 관리 비용에 상당한 비용이 소요되는 문제점이 있었던 것이다.

따라서 본 발명에서는, 전해부로 유입되는 유입수의 유량에 관계없이 안정적인 전기분해가 가능하도록 하여 낮은 소비전력으로도 음용이 가능한 약알칼리수를 포함한 전해이온수를 항상 안정적이고 경제적으로 얻을 수 있도록 하여 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 전기분해 정수기를 제공하고자 함이다.

이를 위하여 본 발명의 전기분해 정수기는, 전해부의 입수라인에 유량센서와, 상기 유량센서를 통하여 입력된 유입수의 유량 값이 입력되어 유입수의 유량 변화에 따라 전해부의 인가전압이 자동으로 조절될 수 있도록 된 제어부를 구비한 것이고, 또한 입수라인에 유입수의 전해질량을 검출하기 위한 전해질검출센서를 구비하여 유입수의 유량에 따른 전해질량의 변화에 따라 제어부에서의 인가전압이 자동으로 조절되도록 한 것이다.

본 발명의 정수기는, 유입수의 유량 변화에 따른 인가 전압의 자동 조절이 이루어져 전기분해가 항상 일정하게 이루어지도록 함으로써 안정적인 전기분해를 통하여 소비전력이 종래보다 적게 소비되어짐은 물론 pH가 거의 일정한 3가지의 전해이온수를 얻을 수 있어 음용수로 사용할 수 있는 양질의 약알칼리수 뿐 아니라 세척수로 사용되는 강알칼리수와 세안수로 사용되는 산성수까지도 안정적으로 얻을 수 있어 용도별로 유익하게 사용할 수 있는 것이다.

또한 유입수의 유량에 따른 전해질량의 변화에 따라 인가전압이 조절되도록 하여 더욱 안정적인 전해이온수를 얻을 수 있어 활성수소가 풍부한 양질의 약알칼리수를 얻어 음용수로 사용할 수 있는 것이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예를 설명하기로 하겠다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 전기분해 정수기는, 1차전해조(10)와 2차전해조(20)를 통하여 물을 두 번 전기분해하여 강알칼리수, 산성수, 약알칼리수의 3가지 전해이온수를 각각 얻을 수 있는 구조의 전해부(1)를 갖는 전기분해 정수기에 있어서, 상기 전해부(1)의 입수라인(43)에는 입수솔(19)을 통하여 유입되는 유입수의 유입량을 측정하기 위한 유량센서(33)와, 상기 유량센서(33)에 의하여 측정된 유입수의 유량 값이 입력되어 유입수의 유량 변화에 따라 전해부(1)의 인가전압이 자동으로 조절될 수 있도록 하기 위한 제어부(39)가 추가 구성체로 포함된 것이다.

이때 상기 전해부(1)의 전단에는 유입수가 전해부(1)로 유입되기 전에 정수처리되도록 하기 위한 전처리필터(42)가 구비되고, 후단에는 전해부(1)를 통하여 출수되어 음용수로 이용되도록 하기 위한 약알칼리수를 보다 안전하게 음용할 수 있도록 하기 위한 후처리필터(41)가 구비되는 것이다.

이때 상기 전처리필터(42)에서는 유입수의 이물질이나 유기물, 녹, 염소, 냄새 등을 효과적으로 제거할 수 있는 소재의 필터로 이루어져 정수기능을 갖도록 하 였고, 상기 전해부(1)의 전단에 설치되어 전기분해하기 전에 미리 물의 정수가 이루어지도록 함으로써 전해부(1)의 고장 발생을 방지토록 함은 물론 보다 우수한 정수 효과를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

이하에서는 상기한 전해부(1)의 구조를 보다 구체적으로 설명하기로 하겠다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 포함되어 있는 전해부(1)는, 상부에 개구부(2a)가 형성된 1차격벽(2)과 하부에 개구부(3a)가 형성된 2차격벽(3) 사이에 형성되는 유로(4)에 의하여 1차전해조(10)와 2차전해조(20)로 구분되는 것이다.

이때 상기 1차전해조(10)의 하부는 개구되어지고 상부가 막힌 상태에서 상부가 막힌 1차격막(11)에 의하여 2개의 전극실로 분리되어 각각의 전극실에 장착되는 양극판(14)과 음극판(15)에 의하여 1차로 산성수가 생성되는 1차산성수생성전극실(12)과 알칼리수가 생성되는 알칼리수생성전극실(13)로 형성되어지는 것이다.

또한 상기 2차전해조(20)는 하부는 개구되어지고 상부가 막힌 2개의 2차격막(21)(22)에 의하여 3개의 전극실로 분리되고, 각각의 전극실 장착되는 한개의 양극판(26)과 두 개의 음극판(27)(28)에 의하여 2차로 산성수가 생성되는 2차산성수생성전극실(23), 약알칼리수가 생성되는 약알칼리수생성전극실(25), 강알칼리수가 생성되는 강알칼리수생성전극실(24)로 형성되어지는 것이다.

또한 상기 1차산성수생성전극실(12)에 형성된 1차산성수배출구(6)에는 1차산성수의 출수량을 조절하기 위한 산성수조절핀(34)이 형성되고, 상기 2차산성수생성전극실(13)에 형성된 2차산성수배출구(7)에는 상기 산성수조절핀(34)을 통하여 출 수되는 1차산성수와 합쳐져 출수되는 2차산성수의 출수량을 조절하기 위한 산성수출수핀(35)이 형성되고, 강알칼리수배출구(8)에는 강알칼리수의 출수량을 조절하기 위한 강알칼리수출수핀(36)이 형성되고, 약알칼리수배출구(9)에는 약알칼리수의 출수량 조절을 위한 약알칼리수출수솔(31)이 형성되어 3가지 전해이온수의 출수비율이 조절되어 있도록 된 것이다.

즉, 1차전해조(10)의 산성수배출구(6)에 형성된 산성수조절핀(34)에 의하여 1차전해조(10)에서 생성되는 1차산성수와 알칼리수의 출수량에 대한 비율이 정해지게 되어 1차산성수는 1차전해조(10) 밖으로 배출되어 2차전해조(20)에서 배출되는 2차산성수와 합쳐지게 하고, 알칼리수는 2차전해조(20)로 유입된 후 전기분해를 통하여 3가지 이온전해수(약알칼리수, 강알칼리수, 산성수)로 각각 배출되도록 하는 것으로서, 이때 2차전해조(20)에서 배출되는 2차산성수는 1차전해조(10)의 산성수조절핀(34)을 통한 1차산성수와 합쳐져 산성수출수핀(35)을 거치면서 출수량이 정해지게 되고, 2차전해조(20)에서 배출되는 강알칼리수는 강알칼리수출수핀(36)을 거치면서 출수량이 정해지게 되고, 약알칼리수는 후처리필터(41)를 거치면서 후처리필터 내부의 압손에 의하여 출수량이 정해지게 되는 것이다.

이때 상기 약알칼리수출수솔(31)은 출수되는 약알칼리수를 상기 후처리필터(41)로 유입시켜 정수처리 후 출수되도록 하여 정수모드로 작용토록 하거나 후처리필터(41)로의 유입을 차단시키고 잉여수출수라인(45)으로 출수되도록 하여 출수되는 잉여수를 다양한 세정수의 용도로 사용할 수 있도록 하기 위한 세정모드로의 전환 기능을 갖도록 함으로써 정수모드와 세정모드로의 교환이 가능하도록 할 수 있는 것이다.

또한 상기 산성수조절핀(34)을 통하여 출수되는 1차산성수와 알칼리수의 출수비율은 1: 12~15로 이루어지도록 하는 것이고, 강알칼리수출수핀(36)을 통하여 출수되는 강알칼리수와 약알칼리수배출구(9)를 통하여 출수되는 약알칼리수와 산성수출수핀(35)을 통하여 출수되는 산성수의 출수비율은 1 : 1.5~2 : 1~1.1로 이루어지도록 하는 것이다.

이때 상기 1차산성수 : 알칼리수의 출수비율 및 강알칼리수 : 약알칼리수 : 산성수의 출수비율 범위를 벗어난 경우에는 출수되는 전해이온수의 pH 변화가 심하게 나타나 3가지 전해이온수를 안정적으로 얻을 수 없는 것이다.

또한 상기 1차전해조(10)의 유입구(5)가 형성된 하단 유입부에는, 1차입수조절막(16)이 조립되어 1차산성수생성전극실(12)과 알칼리수생성전극실(13)로 유입되어 물량의 비율이 정해지고, 2차전해조(20)의 하단 유입부에는 2차입수조절막(17)이 조립되어 2차산성수생성전극실(23), 강알칼리수생성전극실(24), 약알칼리수생성전극실(25)로 유입되는 물량의 비율이 정해지게 되는 것이다.

이때 상기 1차입수조절막(16)과 2차입수조절막(17)은 도 6,6a와 도 7,7a에 도시된 바와 같이 각각의 전극실(12)(13)(23)(24)(25)로 유입되어지도록 동일한 크기로 형성된 통수구(16a)(17a)의 수량으로 물량의 비율이 정해지게 되는 것이다.

이때 상기 1차입수조절막(16)에는 1차산성수생성전극실(12)과 알칼리수생성전극실(13)로 유입되는 물량의 비율이 1:4으로 이루어지는 수량씩 통수구(16a)가 형성되는 것이고, 상기 2차입수조절막(17)에는 2차산성수생성전극실(23), 강알칼리 수생성전극실(24), 약알칼리수생성전극실(25)로 유입되는 물량의 비율이 1:1:10으로 이루어지는 수량씩 통수구(17a)가 형성되는 것이다.

따라서 이러한 물량의 비율에서, 출수되는 전해이온수의 pH 변화가 크지 않아 안정적인 전해이온수를 얻을 수 있는 것이다.

따라서 상기 1차전해조(10)의 유입구(5)를 통하여 유입되어지는 유입수는 1차입수조절막(16)을 통해 1차산성수생성전극실(12)과 알칼리수생성전극실(13)로의 유입수에 대한 물량이 정해져 서서히 채워지면서 충분한 시간 동안 전기분해되어 1차산성수생성전극실(12)에서 생성되는 산성수는 1차산성수생성전극실(12)의 상부에 형성된 1차산성수배출구(6)를 통하여 외부로 배출되어지는 것이고, 알칼리수생성전극실(13)에서 생성되는 알칼리수는 상부가 개구되어진 1차격벽(2)의 개구부(2a)를 통하여 빠져나가면서 유로(4)를 통하여 2차전해조(20)의 하부로 이동되어지는 것이다.

이후, 1차전해조(10)에서 생성된 알칼리수는 2차전해조(20)의 2차입수조절막(17)을 통해 2차산성수생성전극실(23), 강알칼리수생성전극실(24), 약알칼리수생성전극실(25)로의 유입수에 대한 물량이 정해져 서서히 상방으로 채워지면서 충분한 시간 동안 전기분해가 일어나게 되는 것이고, 이러한 전기분해에 의하여 각 전극실(23)(24)(25)을 통하여 생성되는 산성수, 강알칼리수, 약알칼리수는 각각의 전극실(23)(24)(25) 상부에 형성된 2차산성수배출구(7), 강알칼리수배출구(8), 약알칼리수배출구(9)를 통하여 각각 배출되어지는 것이다.

또한 전해조(1)의 내부 상측면에는 상기 음극판(15)(27)(28) 및 양극 판(14)(26)과 1,2차격막(11)(21)(22) 및 1,2차격벽(2)(3)의 상측면에 밀착되어져 1차전해조(10)의 각 전극실(12)(13)과 2차전해조(20)의 각 전극실(23)(24)(25) 간의 물의 혼입을 방지할 수 있도록 하기 위한 실리콘 패드(18)가 조립되어지게 되는 것이다.

또한 상기 전해조(1)의 내측 하단에는 전극판과 격막의 일정한 간격을 유지하여 제품 간의 조립 편차를 줄일 수 있도록 하기 위한 전극판 조립홈(14a)(15a)(26a)(27a)(28a)과 격막 조립홈(11a)(21a)(22a)이 형성되어지는 것이다

또한 상기 1,2차전해조(10)(20)에 형성된 1,2차격막(11)(21)(22)은 물속에 포함된 이온만이 통과될 수 있는 것이다.

또한 전해조의 약알칼리수배출구(9)를 통해 출수되어지는 약알칼리수는 약알칼리수출수솔(31)을 통해 후처리필터(41)를 통과하면서 잔재되어 있는 염소 및 미세유기물질을 흡착하여 냄새를 제거하여 물맛을 더욱 좋게하고 은활성탄을 통해 세균의 번식을 억제하도록 되어 있다.

따라서 상기와 같이 구성된 본 발명의 정수기를 통하여 얻을 수 있는 전해이온수의 생성과정은 다음과 같다.

우선, 정수부에서 정수된 물이 전해조(1)의 유입구(5)를 통하여 1차전해조(10)의 하부로 유입되면, 유입된 물은 점진적으로 상측으로 채워지면서 양극판(14)과 음극판(15)에 전원부(40)으로부터 공급된 전원에 의하여 양극판(14)과 1차격막(11) 사이의 1차산성수생성전극실(12)로는 산성수가 생성되고 산성수 배출 구(6)를 통하여 배출되고, 1차격막(11)과 양극판(15) 사이의 알칼리수생성전극실(13)로는 알칼리수가 생성되어 1차격벽(2)의 개구부(2a)로 빠져나가 유로(4)를 통하여 2차전해조(20)의 하방으로 유입되어지는 것이다.

이후, 2차전해조(20)의 2차격벽(3) 개구부(3a)를 통하여 하방으로 유입되는 알칼리수는 앙극판(26)과 음극판(27)(28)로 전원부(40)를 통하여 공급된 전원에 의하여 양극판(26)과 격막(21) 사이의 2차산성수생성전극실(23)로는 산성수가 생성되어 상기 1차전해조(10)에서 생성된 산성수와 합류되어 산성수배출구(7)로 배출되어 세안용으로 사용토록 되고, 2차격막(21)과 음극판(27) 사이와 음극판(27)과 2차격막(22) 사이의 강알칼리수생성전극실(24)로는 강알칼리수가 생성되어 강알칼리수배출구(8)로 배출되어 세척수로 사용토록 되고, 격막(22)과 음극판(28) 사이의 약알칼리수생성전극실(25)로는 약알칼리수가 생성되어 약알칼리수 배출구(9)를 통하여 배출되어 식수용으로 사용토록 되는 것이다.

따라서 2차전해조(20)에서도 전기분해가 하부에서 상부로 점진적으로 채워지는 약알칼리수에서 일어나게 됨으로 안정적인 전기분해가 가능하게 되는 것이고, 충분한 시간으로 인하여 격막을 통하여 이온의 교환이 충분하게 일어나게 되는 것이다.

따라서 본 발명의 정수기는, 유량센서(33)를 통하여 유입수의 유량을 측정하여 유입수의 유량 변화에 따른 제어부(39)에서의 인가전압 조절로 전해부에서의 적정 전기분해가 항상 일정하게 되도록 하는 것이다.

즉, 상기 제어부(39)에서는 전달된 유량 값이 적으면 전해조(1)를 통과하는 물의 유속이 느리므로 전해조(1)에 인가되는 전압을 낮춰 전기분해량을 적게하고, 유량 값이 많으면 인가 전압을 높혀 전기분해량을 많게 함으로써 전해조(1)로 유입되는 유량에 관계없이 안정된 약알칼리수, 강알칼리수, 산성수의 pH를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

이하에서는, 다음의 <실시예1>를 통하여 얻어낸 <표1>과 <표2>의 값을 통하여 본 발명의 정수기가 유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 조절을 통하여 양질의 약알칼리수, 강알리수, 산성수를 안정적으로 출수할 수 있음을 확인할 수 있는 것이다.

<실시예1>

시험조건:

- 전해조로의 총유입수량: 0.8L/min ~ 1.5L/min

<표1> 유량에 대한 제어가 없는 기존 전기분해 정수기의 전기분해 특성

전해조 총유입수량[L]	전해조 인가전압[v]	전해조 통전전류[㎃]	전수기 출수 pH 특성
			약알칼리수	강알칼리수	산성수
0.8	16	439	8.3	10.2	5.8
1.2	16	447	8.05	9.7	6.3
1.5	16	452	7.6	8.7	6.9

<표2> 유량에 대한 제어가 있는 본 발명 전기분해 정수기의 전기분해 특성

전해조 총유입수량[L]	전해조 인가전압[v]	전해조 통전전류[㎃]	전수기 출수 pH 특성
			약알칼리수	강알칼리수	산성수
0.8	12	380	7.95	10.1	6.1
1.2	16	447	8.05	9.7	6.3
1.5	24	550	8.02	9.9	6.2

상기한 <실시예1>을 통하여 측정된 <표1>과 <표2>는, 유량에 대한 제어가 없는 경우와 유량에 대한 제어를 할 경우의 측정치로서, 유량에 대한 제어가 없어 유입수의 유량이 변해도 전해조에 인가되는 전압이 일정한 기존 정수기<표1>에서는, 유량이 적으면 전기분해가 강하게 되어 출수물의 pH가 높게 되고 유량이 많으면 전기분해량이 적어 출수물의 pH가 낮게 되어 유입수의 유량에 따라 전기분해 특성이 다르게 나타났기 때문에 전기분해에 의한 약알칼리수, 강알칼리수, 산성수의 pH변화가 심하게 나타남을 확인할 수 있는 것이다.

반면, 유입수량을 검출하여 유량에 따라 전해조에 인가되는 전압이 변하게 되는 본 발명의 정수기<표2>에서는, 유량이 많으면 전해조에 인가되는 전압이 높아지고, 유량이 적으면 전해조에 인가되는 전압이 낮아 전기분해에 의한 약알칼리수, 강알칼리수, 산성수의 pH변화가 적게 됨으로써 항상 일정한 전기분해 특성을 얻을 수 있음을 확인할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 정수기는 전해부(1)의 입수라인(43)에 유입수의 전해질량을 검출할 수 있도록 하기 위한 전해질검출센서(29)를 추가 형성하여 상기 전해질검출센서(29)를 통하여 측정된 유입수의 전해질 값이 상기 제어부(39)에 입력되어 유입수의 전해질량 변화에 따라 제어부(39)에서의 인가전압 조절로 전해부에서의 적정 전기분해가 항상 일정하게 되도록 하는 것이다.

이때 상기 전해질검출센서(29)는 도 4에 도시된 바와 같이 상하가 관통된 몸체(29a)의 중앙부에 유입수가 저장될 수 있는 공간이 확보되고, 그곳에 검출핀(29b)이 꼽혀있는 구조로 되어 있다.

이때 전해질의 검출은 정수기에 전원이 인가되어 동작할 때와 사용 후 작동이 중지되면 샘플링을 통해 전해질을 검출하게 되는 것이다.

이때 정수기의 샘플링이 이루어지면 일정시간 동안 전해질검출센서(29) 내부 에 물이 흐르도록 한 후 입수솔(19)을 차단시켜 전해질검출센서(29) 내부에 고여있는 물이 흔들림이 없는 안정된 시간이 되면 검출핀(29b)에 전압을 인가시켜 검출핀 양단에 흐르는 전류값을 측정하여 전해질검출센서(29) 내부에 있는 물의 도전저항값으로 전해질량을 측정하는 것으로, 이때 도전저항값이 낮을수록 전해질이 많은 것이다.

이때 상기 전해조(1)의 전기분해량을 일정하게 하기 위해서는 전류가 일정하게 흐르도록 하여야 하는 것으로, 상기 전해질검출센서(29)를 통하여 유입수의 전해질량이 많으면 전해조(1)에 인가되는 전압 값을 낮추고 반대로 전해질량이 적으면 전해조에 인가되는 전압 값을 높혀 전기분해가 일정하게 유지되도록 하는 것이다.

따라서 다음의 <실시예2>는 본 발명의 정수기가 유입수의 전해질량 변화에 따른 전압의 조절로 양질의 약알칼리수를 안정적으로 얻을 수 있다는 것을 <표3>에서 확인할 수 있는 것이다.

<실시예2>

시험조건:

- 전해조로의 유입수량: 1.4L/min, 유입수의 pH: 7.6

<표3> 전해질량의 변화에 따른 전기분해 특성

전해질검출센서 도전저항[㏀]	전해부 인가전압[v]	전해부 통전전류[㎃]	정수기 출수 pH 특성
			약알칼리수	강알칼리수	산성수
39	20.4	450	8.1	10.15	5.9
35	18	456	8.15	10.2	5.7
30	15.6	452	8.12	10.17	5.8
25	13.2	448	8.05	10.07	6.2
20	10.8	447	7.95	9.95	6.25
10	8.4	457	8.17	10.25	5.6

상기 <표3>은 전해조로 유입되는 전해질의 변화(도전저항의 변화)에 따른 전해조에 인가되는 전압과 통전전류의 측정 및 출수물 각각의 pH 특성을 측정하여 전해질량의 변화에 따른 전기분해 특성을 나타낸 것으로서, 전해질량이 적어 도전저항값이 크면 전해조에 인가되는 전압이 높고 반대로 전해질량이 많아 도전저항 값이 작으면 전해조에 인가되는 전압이 낮아짐을 볼 수 있다.

또한 전해질량의 변화에 따른 전해조의 통전 전류값과 출수물 각각의 pH 특성의 편차는 적게 나타났음을 알 수 있다.

따라서 상기한 <실시예2>에 의하면, 유입수에 포함되어 있는 전해질량을 검출하여 전해조에서의 전압을 조절하면 유입수에 대한 전해질량이 변하더라도 항상 일정한 전기분해가 이루어져 양질의 전기분해 출수물인 약알칼리수, 강알칼리수, 산성수를 얻을 수 있음을 확인할 수 있는 것이다.

이때 본 발명의 전기분해 정수기는 전해질의 변화에 대하여 전해조에 인가되는 전압은 정수기에 유입되는 유량에 따라 조절되도록 하는 것으로 그 조절 범위는 다음의 <표4> ~ <표7>과 같다.

<표4> 유입수량 1.2L 미만일 때의 전해조 인가전압 조절 범위

NO	도전저항[KΩ]	전해조 인가전압[V]	비 고
1	42이상	20.4
2	42미만 - 38이상	18.0
3	38미만 - 32이상	15.6
4	32미만 - 26이상	13.2
5	26미만 - 21이상	10.8
6	21미만 - 16이상	8.4
7	16미만	6

<표5> 유입수량 1.2L 이상 ~ 1.4L 미만일 때의 전해조 인가전압 조절 범위

NO	도전저항[KΩ]	전해조 인가전압[V]	비 고
1	42이상	21.6
2	42미만 - 38이상	19.2
3	38미만 - 32이상	16.8
4	32미만 - 26이상	14.4
5	26미만 - 21이상	12
6	21미만 - 16이상	9.6
7	16미만	7.2

<표6> 유입수량 1.4L 이상 ~ 1.6L 미만일 때의 전해조 인가전압 조절 범위

NO	도전저항[KΩ]	전해조 인가전압[V]	비 고
1	42이상	22.8
2	42미만 - 38이상	20.4
3	38미만 - 32이상	18.0
4	32미만 - 26이상	15.6
5	26미만 - 21이상	13.2
6	21미만 - 16이상	10.8
7	16미만	8.4

<표7> 유입수량 1.6L 이상일 때의 전해조 인가전압 조절 범위

NO	도전저항[KΩ]	전해조 인가전압[V]	비 고
1	42이상	24
2	42미만 - 38이상	21.6
3	38미만 - 32이상	19.2
4	32미만 - 26이상	16.8
5	26미만 - 21이상	14.4
6	21미만 - 16이상	12
7	16미만	9.6

또한, 본 발명의 정수기는, 전기분해에 의한 강알칼리수, 산성수, 약알칼리수의 일정한 출수비율을 제어하여 양질의 많은 양의 활성수소와 활성 미네랄이 포함된 약알칼리수를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

즉, 1차전해조(10)의 산성수배출구(6)에 형성된 산성수조절핀(34)에 의하여 1차전해조(10)에서 생성되는 1차산성수와 알칼리수의 출수량에 대한 비율이 정해지게 됨으로써 1차산성수는 1차전해조(10) 밖으로 배출되어 2차전해조(20)에서 배출되는 2차산성수와 합쳐지게 하고, 알칼리수는 2차전해조(20)로 유입된 후 전기분해를 통하여 3가지 이온전해수(약알칼리수, 강알칼리수, 산성수)로 각각 배출되도록 하는 것으로서, 이때 2차전해조(20)에서 배출되는 2차산성수는 1차전해조(10)의 산성수조절핀(34)을 통한 1차산성수와 합쳐져 산성수출수핀(35)을 거치면서 출수량이 정해지게 되고, 2차전해조(20)에서 배출되는 강알칼리수는 강알칼리수출수핀(36)을, 약알칼리수는 후처리 필터(41)를 거치면서 필터 내부의 압손에 의하여 출수량이 정해지게 되는 것이다.

이때 강알칼리수 : 약알칼리수 : 산성수의 출수비율은, 1 : 1.5~2 : 1~1.1로 이루어지도록 하는 것이다.

이때 상기 강알칼리수 : 약알칼리수 : 산성수의 출수비율 범위를 벗어난 경우에는 출수되는 전해이온수의 pH 변화가 심하게 나타나 안정적인 전해이온수를 얻을 수 없는 것이다.

따라서 이와 같이 출수비율이 정해진 출수량은 정수기에 유입되는 총유량에 따라서 강알칼리수, 약알칼리수, 산성수의 출수량이 정해지게 되는데 이를 <표8>로 나타내면 다음과 같다.

<표8> 정수기로의 총 유입수량에 따라 정해지는 전해이온수의 출수량

총유입수량 [L/min]	강알칼리수 출수량[L/min]	약알칼리수 출수량[L/min]	산성수 출수량[L/min]
0.8	0.2 - 0.25	0.35 - 0.4	0.2 - 0.25
1.0	0.25 -0.3	0.45 - 0.5	0.25 - 0.3
1.2	0.3 - 0.35	0.55 - 0.6	0.3 - 0.35
1.4	0.35 - 0.4	0.65 - 0.7	0.35 - 0.4
1.6	0.4 - 0.45	0.75 - 0.8	0.4 - 0.45

이와 같은 출수비율은 본 발명 자동형 전기분해정수기에서 출수되는 강알칼리수의 pH9.0이상 , 강알칼리수의 pH7.4 - 8.5 , 산성수의 pH6.9이하를 안정적으로 출수토록 됨을 확인할 수 있는 것이다.

따라서 이러한 출수비율은, 식수로 이용되는 약알칼리수의 출수량이 다른 이온수에 비하여 상대적으로 많게 됨으로써 함으로써 기능수를 사용하지 않는 사용자들의 물에 대한 낭비를 최소화할 수 있는 것이다.

또한 본 발명의 정수기는 복수 세정방식에 의한 전해조(1)의 스켈링을 방지토록 하는 것이다.

즉, 복수 세정방식에 의한 전해조(1)의 스켈링이 방지토록 할 수 있는 것으로, 복수세정방식에 의한 전해부 스켈링 방지는, 전해조(1)에서 전기분해 시 발생하는 칼슘에 의하여 생기는 스켈링을 방지토록 하는 것으로, 이는 종래에 정수모드와 세정모드의 주기적인 반복 동작을 통해 세정모드 시 전해조에 역전원을 인가하여 전해조 내부에 칼슘이 적체되는 것을 방지하려 하였으나, 일반가정에서의 1일 사용량이 5~20L임을 감안하면 3~5일동안 사용해도 세정모드가 없어 전해조 내부에 칼슘이 고이게 됨으로써 전기분해 성능이 떨어지고 출수구가 막히는 등의 문제점을 해결하기 위하여 정수모드와 세정모드의 주기적인 반복 시 이루어지는 세정과, 동작후 정지될 경우 일정시간 동안 세정모드를 거치게 하는 복수세정방식을 적용하여 전기분해 시 발생하는 전해조 내부의 칼슘에 의한 스켈링이 발생하지 않도록 하는 것이다.

도 1은 본 발명 정수기의 일실시예에 따른 개략적 구성을 나타낸 계통도.

도 2는 본 발명 정수기의 전해부 구조도

도 3은 본 발명 정수기의 전해부 측면도.

도 3a는 본 발명 정수기의 전해부 상면도.

도 4는 본 발명 정수기의 전해질 검출센서의 개략적 구성도.

도 5는 본 발명 정수기의 종단면도.

도 6은 1차 입수 조절막의 유로를 나타낸 종단면도.

도6a는 1차 입수 조절막의 유로를 나타낸 횡단면도.

도 7은 2차 입수 조절막의 유로를 나타낸 종단면도.

도 7a는 2차 입수 조절막의 유로를 나타낸 횡단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 전해부 2: 1차격벽

3: 2차격벽 4: 유로

5: 유입구 6: 1차산성수배출구

7: 2차산성수배출구 8: 강알칼리수배출구

9: 약알칼리수배출구 10: 1차전해조

11: 1차격막 12: 1차산성수생성전극실

13: 알칼리수생성전극실 14: 양극판

15: 음극판 16: 1차입수조절막

17: 2차입수조절막 18: 실리콘패드

19: 입수솔 20: 2차전해조

21, 22: 2차격막 23: 2차산성수생성전극실

24: 강알칼리수생성전극실 25: 약알칼리수생성전극실

26: 양극판 27,28: 음극판.

29: 전해질검출센서 31: 약알칼리수출수솔

32: 검출핀 33: 유량센서

34: 산성수조절핀 35: 산성수출수핀

36: 강알리수출수핀 39: 제어부

40: 전원부 41: 후처리필터

42: 전처리필터 43: 입수라인

44: 출수라인 45: 세정수 출수라인

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 1차산성수생성전극실(12)과 알칼리수생성전극실(13)로 구분되는 1차전해조(10)와, 2차산성수생성전극실(23),강알칼리수생성전극실(24),약알칼리수생성전극실(25)로 구분되는 2차전해조(20)를 통하여 물을 두 번 전기분해하여 강알칼리수와, 산성수, 약알칼리수의 3가지 전해이온수를 각각 얻을 수 있는 구조의 전해부(1)를 갖는 전기분해 정수기에 있어서,

   상기 전해부(1)의 입수라인(43)에는 입수솔(19)을 통하여 유입되는 유입수의 유입량을 측정하기 위한 유량센서(33)와, 상기 유량센서(33)에 의하여 측정된 유입수의 유량 값이 입력되어 유입수의 유량 변화에 따라 전해부(1)의 인가전압이 자동으로 조절될 수 있도록 하기 위한 제어부(39)가 포함되고, 상기 전해부(1)의 입수라인(43)에는 유입수의 전해질량을 검출하기 위한 전해질검출센서(29)가 형성되도록 하고, 상기 전해질검출센서(29)를 통하여 측정된 유입수의 전해질 값은 상기 제어부(39)에 입력되어 유입수의 전해질량 변화에 따라 제어부(39)에서의 인가전압이 자동으로 조절되도록 하고, 상기 전해부(1)로 유입되는 유입수량에 따른 전해조의 인가전압 범위는 아래의 <표4> ~ <표7>와 같이 이루어지도록 상기 제어부(39)가 작동되도록 한 것이 특징인 유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어가 가능하도록 된 전기분해 정수기.

   <표4> 유입수량이 1.2L 미만일 때의 전해조 인가전압 조절범위

   NO 도전저항[KΩ] 전해조 인가전압[V] 비 고 1 42이상 20.4 2 42미만 - 38이상 18.0 3 38미만 - 32이상 15.6 4 32미만 - 26이상 13.2 5 26미만 - 21이상 10.8 6 21미만 - 16이상 8.4 7 16미만 6

   <표5> 유입수량 1.2L 이상 ~ 1.4L 미만일 때의 전해조 인가전압 조절범위

   NO 도전저항[KΩ] 전해조 인가전압[V] 비 고 1 42이상 21.6 2 42미만 - 38이상 19.2 3 38미만 - 32이상 16.8 4 32미만 - 26이상 14.4 5 26미만 - 21이상 12 6 21미만 - 16이상 9.6 7 16미만 7.2

   <표6> 유입수량 1.4L 이상 ~ 1.6L 미만일 때의 전해조 인가전압 조절범위

   NO 도전저항[KΩ] 전해조 인가전압[V] 비 고 1 42이상 22.8 2 42미만 - 38이상 20.4 3 38미만 - 32이상 18.0 4 32미만 - 26이상 15.6 5 26미만 - 21이상 13.2 6 21미만 - 16이상 10.8 7 16미만 8.4

   <표7> 유입수량 1.6L 이상일 때의 전해조 인가전압 조절범위

   NO 도전저항[KΩ] 전해조 인가전압[V] 비 고 1 42이상 24 2 42미만 - 38이상 21.6 3 38미만 - 32이상 19.2 4 32미만 - 26이상 16.8 5 26미만 - 21이상 14.4 6 21미만 - 16이상 12 7 16미만 9.6
4. 제 3항에 있어서, 상기 1차산성수생성전극실(12)에 형성된 1차산성수배출구(6)에는 1차산성수의 출수량 조절을 위한 산성수조절핀(34)이 형성되고, 상기 2차산성수생성전극실(13)에 형성된 2차산성수배출구(7)에는 상기 산성수조절핀(34)을 통하여 출수되는 1차산성수와 합쳐져 출수되는 2차산성수의 출수량을 조절하기 위한 산성수출수핀(35)이 형성되고, 강알칼리수배출구(8)에는 강알칼리수의 출수량을 조절하기 위한 강알칼리수출수핀(36)이 형성되고, 약알칼리수배출구(9)에는 약알칼리수의 출수량 조절을 위한 약알칼리수출수솔(31)이 형성되어 후처리필터(41)를 거치면서 후처리필터 내부의 압손에 의하여 출수량이 정해지게 된 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어가 가능하도록 된 전기분해 정수기.
5. 제 4항에 있어서, 상기 1차산성수 : 알칼리수의 출수비율은 1: 12~15로 이루어지고, 상기 강알칼리수 : 알칼리수 : 산성수의 출수비율은 1 : 1.5~2 : 1~1.1로 이루어지도록 된 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어가 가능하도록 된 전기분해 정수기.
6. 제 4항에 있어서, 상기 약알칼리수출수솔(31)은 출수되는 약알칼리수를 후처리필터(41)로 유입시켜 정수토록 하기 위한 정수모드와 후처리필터(41)로의 유입을 차단시키고 잉여수출수라인(45)으로 출수되도록 하기 위한 세정모드로의 전환 기능을 갖도록 된 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어가 가능하도록 된 전기분해 정수기.
7. 제 3항에 있어서, 상기 전해조(10)의 유입구(5)가 형성된 하단 유입부에는, 1차산성수생성전극실(12)과 알칼리수생성전극실(13)로 유입되는 물량의 비율이 정해지도록 하기 위한 1차입수조절막(16)이 조립되고, 상기 2차전해조(20)의 하단 유입부에는 2차산성수생성전극실(23), 강알칼리수생성전극실(24), 약알칼리수생성전극실(25)로 유입되는 물량의 비율이 정해지도록 하기 위한 2차입수조절막(17)이 조립된 유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어가 가능하도록 된 전기분해 정수기.
8. 제 7항에 있어서, 상기 1차입수조절막(16)에는 1차산성수생성전극실(12)과 알칼리수생성전극실(13)로 유입되는 물량의 비율이 1:4으로 이루어지도록 통수구(16a)가 형성된 유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어가 가능하도록 된 전기분해 정수기.
9. 제 7항에 있어서, 상기 2차입수조절막(17)에는 2차산성수생성전극실(23), 강알칼리수생성전극실(24), 약알칼리수생성전극실(25)로 유입되는 물량의 비율이 1:1:10으로 이루어지도록 통수구(17a)가 형성된 유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어가 가능하도록 된 전기분해 정수기.
10. 제 3항에 있어서, 상기 전해조(1)의 내부 상측면에는 1차전해조(10) 및 2차전해조(10)의 각 전극실 간의 물의 혼입 방지를 위한 실리콘 패드(18)가 조립된 유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어가 가능하도록 된 전기분해 정수기.
11. 제 3항에 있어서, 상기 전해조(1)의 내측 하단에는 전극판과 격막의 일정한 간격을 유지하기 위한 전극판 조립홈(14a)(15a)(26a)(27a)(28a)과 격막 조립홈(11a)(21a)(22a)이 형성된 유입수의 유량 변화에 따른 인가전압의 자동 제어가 가능하도록 된 전기분해 정수기.

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