KR100419536B1

KR100419536B1 - 전기분해 정수기

Info

Publication number: KR100419536B1
Application number: KR10-2001-0068157A
Authority: KR
Inventors: 강송식
Original assignee: 강송식
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2004-02-19
Also published as: JP2005507314A; JP3820248B2; CN1297495C; KR20030037063A; WO2003037802A1; CN1608033A

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.

본 발명은 물을 2번 전기분해하여 "활성수소"의 양이 풍부한 약알칼리수의 식수를 유입수의 수질에 관계없이 안정적으로 생성할 수 있도록 한 전기분해 정수기에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.

종래에 물을 전기분해하여 각각 다른 3종류의 전해이온수인 강알칼리수, 약알칼리수, 산성수를 생성하여 약알칼리수를 식수로 제공할 수 있도록 한 정수기는 있었으나, 전기분해를 한번만 하여 생성되어진 것이어서 유입되는 물의 수질에 따라 알칼리수를 생성시키는 음극 부근의 수소이온 농도가 일정치 않고, 양이온의 제거가 충분치 않고, 산화환원전위를 낮추기가 어려워 "활성수소"가 풍부한 약알칼리수를 안정적으로 얻을 수 없었던 문제점이 있었다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

따라서 본 발명은 물을 일차적으로 전기분해하여 최초 유입수의 수질을 산성수와 알칼리수로 분리시켜 생성토록 한 후, 이 중 "활성수소"가 함유된 알칼리수만을 한 번 더 전기분해하여 "활성수소"의 생성을 한 번 더 유도함으로서 "활성수소"가 더욱 풍부해진 약알칼리수를 안정적으로 얻을 수 있도록 한 것이다.

라. 발명의 중요한 용도

정수기.

Description

전기분해 정수기{A water parifier using electrolysis}

본 발명은 물을 2번 전기분해하여 인체 내에서 모든 질병의 근원물질인 "활성산소"를 제거하는 "활성수소"가 풍부하게 함유되어진 약알칼리수를 유입수의 수질에 무관하게 안정적으로 제공할 수 있도록 한 전기분해 정수기에 관한 것이다.

모든 질병의 근원물질인 "활성산소"란 활성이 있는 산소 즉 산화작용이 특별히 강한 산소를 의미하는 것인데, 이러한 특별히 강한 산화작용에 의하여 인체의 세포나 유전자를 산화시켜 각종 질병을 유발시키게 되는 것이다.

그러나 이러한 "활성산소"는 우리가 섭취하는 음식물이 산소에 의하여 산화되어 생명을 유지하는데 필요한 물질이나 에너지를 만들어내는 반면, 산소는 음식물에 의하여 환원되어 "활성산소"로 되기 때문에 인체 내에 계속 발생되게 되는 것이다.

따라서 인체에 계속 발생되는 "활성산소"를 제거하기 위해서는 환원작용이 탁월한 "활성수소"를 인체에 충분히 제공하여야 하는 것인데, 이러한 "활성수소"는 물을 전기분해하여 얻어지는 알칼리수에서 얻을 수 있는 것이다.

따라서 물을 전기분해하여 음용이 가능한 pH 7.4∼8.5의 약알칼리수를 식수로 제공토록 한 정수기가 도입되었던 것인데, 이러한 정수기의 통상적인 구조는 정수부와 전해부로 구성되어 있고, 전기분해가 일어나는 전해부에는 한 개의 양극 전극판(1)과 2개의 음극 전극판(2)(3)이 물속에 함유된 이온의 이동만이 가능토록 된 2개의 격막(4)(5) 사이에 설치되어 3개의 전극실로 구성토록 됨으로서 2개의 음극전극실로부터는 강알칼리수(pH 9∼10)와 약알칼리수(pH 7.4∼8.5)가 생성토록 되고 양극 전극실로부터는 산성수(pH 4∼5)의 전해이온수가 생성토록 되어, 이 중 음용 가능한 약알칼리수를 식수로 사용토록 하고 있는 것이다.

이러한 반응은 물의 전기분해 과정에서, 염소, 황산, 유황 등의 음이온은 양극 전극판(1)으로 이동되어 양극 전해수와 함께 배출됨과 동시에 수산이온(OH^_)이 양극에 전자 (e??)를 빼앗겨 산화반응이 일어나서 산소분자(O₂)로 되기 때문에, 이때 배출되는 양극 전해수는 수소이온농도가 높아져 산성으로 되는 것이다.

반면, 물 속에 함유된 칼슘, 마그네슘, 칼륨 등의 미네랄 성분인 양이온은 음극 전극판(2)(3)으로 이동되어 방전된 후 물에 다시 용해되어 음극 전해수와 함께 배출됨과 동시에 수소이온(H⁺)이 음극에서 전자 (e-)를 얻어 "활성수소"가 생성되기 때문에, 이때 배출되는 음극 전해수는 수소이온(H⁺)농도가 일반적인 물보다 낮아져 알칼리성으로 되며 산화환원전위도 낮아지게 되는 것이다.

그러나, 이러한 구조의 종래 정수기는 3종류의 전해이온수(강알칼리수, 약알칼리수, 산성수)를 생성함에 있어서 물을 한 번만 전기분해하는 것이어서, 유입되는 물의 성질에 따라 음극 부근의 수소이온 농도가 일정치 않고, 양이온의 제거가 충분치 않고, 산화환원전위를 낮추기가 어려워 "활성수소"가 풍부한 약알칼리수를 안정적으로 얻을 수 없었던 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 정수기는 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 유입수의 수질에 무관하게 "활성수소"가 풍부한 약알칼리수를 안정적으로 얻을 수 있도록 하고자 함이다.

이를 위하여, 각각 다른 2개의 전해부를 마련하여 1차전해부에서는 2개의 전극실에서 알칼리수와 산성수로 분리토록 한 후, 1차전해부에서 생성된 알칼리수를 2차전해부에서 다시 한번 더 전기분해시켜 "활성수소"가 더욱 풍부해진 약알칼리수를 식수로 제공토록 하고, 부착적으로 세척용 강알칼리수와, 세안용 산성수를 제공하고자 한 것이다.

도 1은 본 발명 정수기의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명 정수기의 1차 전해부를 나타낸 부분 단면도.

도 3은 본 발명 정수기의 2차 전해부를 나타낸 부분 단면도.

도 4는 본 발명 정수기의 또 다른 구조를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명 정수기의 전해이온수 생성과정을 나타낸 흐름도.

도 6은 종래 정수기의 구조를 나타낸 단면도.

<도면의주요부분에대한부호의설명>

10: 1차전해부

11: (+)전극판 12: (-)전극판

13, 14: 격막 16: 1차전해부 유입구

17: 산성수 배출구 18: 2차전해부 유입구

20: 2차전해부

21: (+)전극판 22, 23: (-)전극판

24, 25: 격막 27: 세안수배출구

28: 세척수배출구 29: 식수배출구

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 가장 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 나타낸 단면도로서, 물을 전기분해하여 전해이온수를 생성하기 위한 전해부와 물 속에 이물질이나 유기물, 녹, 염소, 냄새 등의 제거를 위한 정수부로 구성되는 통상의 전기분해 정수기에 있어서, 상기 전해부에 알칼리수와 산성수를 생성하기 위한 1차전해부(10)와 1차전해부(10)에서 생성된 알칼리수를 다시 한번 전기분해하여 강알칼리수, 약알칼리수, 산성수로 생성토록 하기 위한 2차전해부(20)가 마련된 것이다.

이때 상기 전해부의 1차전해부(10)에는 각각 한 개의 (+)전극판(11)과 (-)전극판(12)이 설치되고 그 사이에 물 속에 포함된 이온만이 통과될 수 있는 이온분리 격막(14)이 설치되어 2개의 전극실이 마련되며, 2차전해부(20)에는 한 개의 (+)전극판(21)과 2개의 (-)전극판(22)(23)이 설치되고 상기 전극판(21)(22)(23) 사이에 2개의 격막(24)(25)이 각각 설치되어 3개의 전극실이 마련되는 것이다.

또한 상기 정수부에는 유입수의 이물질이나 유기물, 녹, 염소, 냄새 등의 제거를 위하여 사용되는 각종 필터(30)가 장착되어지는 것으로, 상기 전해부(1)의 전단에 설치되어 전기분해하기 전에 미리 물의 정수가 이루어지도록 되는 것이나, 후단에 설치하거나 필요에 따라서는 전, 후단에 모두 설치할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명 전기분해 정수기로부터 얻을 수 있는 전해이온수의 생성과정은 다음과 같이 설명할 수 있다.

우선, 정수부(2)에서 정수된 물이 1차전해부(10)의 유입구(16)를 통하여 1차전해부(10)로 유입되면, (+)전극판(11)과 (-)전극판(12)에 전원이 공급되어 (+)전극판(11)과 격막(14) 사이의 제1전극실로는 산성수가 생성되어 산성수배출구(17)로 배출되고, 격막(14)과 (-)전극판(12) 사이의 제 2전극실로는 알칼리수가 생성되어 2차전해부(20)의 유입구(18)로 배출된다.

이후, 2차전해부(20)의 유입구(18)로 유입된 알칼리수는 (+)전극판(21)과 (-)전극판(22)(23)에 전원이 공급되어 (+)전극판(21)과 격막(24)의 사이로는 산성수가 생성되어 상기 1차전해부(10)에서 생성된 산성수와 합류되어 세안수배출구(27)로 배출되고, 격막(24)과 (-)전극판(22) 사이와 전극판(22)과 격막(25) 사이로는 강알칼리수가 생성되어 세척수배출구(28)로 배출되고, 격막(25)과 (-)전극판(23) 사이의 제 3전극실로는 약알칼리수가 생성되어 식수배출구(29)로 배출되는 것이다.

이때 상기 3가지의 전해이온수(강알칼리수, 약알칼리수, 산성수)는 다음과같이 각각 다른 작용효과를 나타낸다.

우선, 1차전해부(10)의 (+)전극판(11)이 포함된 제1전극실에는 물에 존재하고 있는 염소, 황산, 유황 등의 음이온이 모이게 되고, 수산이온(OH-)이 (+)(11)에 전자를 빼앗겨 산화반응이 일어나서 산소분자(O₂)로 되기 때문에 수소이온농도가 높아져 물은 산성으로 되는 것이고, 이 산성수는 살균 및 피부 수렴효과가 있게 됨으로서 세안용으로 사용하게 되는 것이다.

또한 1차전해부(10)의 (-)(12)이 포함된 제2전극실에는 물에 존재하고 있는 칼슘, 마그네슘, 칼륨 등의 미네랄 성분인 양이온이 모이게 되고, 수소이온(H⁺)이 (-)(12)에서 전자(e-를 얻어 "활성수소"가 생성되고, 수소이온(H⁺)농도가 낮아져 알칼리성의 물로 되는 것이고, 또한 산화환원전위(ORP)가 낮아지게 되고, 물을 살균시키는 작용을 하는 것이다.

이때 제2전극실에서 생성되어 "활성수소"가 포함된 알칼리수는 2차전해부(20)로 보내져서 (+)(21)과 거리가 먼 (-)(23)이 포함된 제3전극실에서는 물에 존재하고 있는 칼슘, 마그네슘, 칼륨 등의 미네랄 성분인 양이온이 모이고, 수소이온(H⁺)이 ??전극판(23)에서 전자(e-를 얻어 "활성수소"가 또 다시 생성됨으로서 상기 제2전극실에서 보다 더 많은 양의 "활성수소"를 얻을 수 있음은 물론 산화환원전위(ORP)가 더 낮아지고, 수소이온(H⁺)농도가 pH 7.4∼8.5급의 약알칼리성의 물로 되어 식수로 사용하게 되는 것이다.

또한 (+)(21)과 거리가 가까운 (-)(22)이 포함된 제4전극실에는 물에 존재하고 있는 칼슘, 마그네슘, 칼륨 등의 미네랄 성분인 양이온이 모이고, 수소이온(H⁺)이 (-)(22)에서 전자(e??)를 얻어 "활성수소"가 또 생성됨으로서 제2전극실보다 "활성수소"가 더 많아지고, 산화환원전위(ORP)가 더 낮아지고, 살균 효과가 있고, 수소이온(H⁺)농도가 pH 9∼10급의 강알칼리성의 물로 되어 세척용으로 사용하게 되는 것이다.

또한 (+)전극판(21)이 포함된 제5전극실에는 상기 제1전극실에서와 동일한 반응에 의하여 산성수가 생성됨으로서 제1전극실에서 생성된 산성수와 합류되어 세척용으로 사용하게 되는 것이다.

따라서 본 발명에 의한 정수기는 1차적으로 전기분해하여 "활성수소"가 함유된 알칼리수를 한 번 더 전기분해하여 "활성수소"가 더욱 풍부한 알칼리수를 얻을 수 있게 됨으로서, 이때 얻어지는 3가지의 전해이온수 중 약알칼리수는 식수로 제공토록 하고, 강알칼리수는 세척용으로, 또한 산성수는 세안용으로 각각 다른 작용효과에 따른 용도로 사용할 수 있는 것이다.

또한 전기분해를 2번함으로써, 2번의 살균 작용에 따른 정수 효과도 탁월해 지는 것이다.

한편, 도 4는 본 발명의 또 다른 구조를 나타낸 것으로서, 상기 1차전해부(10)에 격막(13)을 추가로 설치하여 (+)전극판(11)과 (-)전극판(12) 사이에 2개의 격막(13)(14)이 위치토록 하고 이 격막(13)(14) 사이로 유출되어지는 중성수를 2차 전해부(20)의 유입구(18)로 유입시켜 2차 전기분해가 이루어지도록 함으로서 경도가 높은 물을 본 발명 정수기의 유입수로 사용하여야 하는 지역에서 적용토록 한 것으로, 상기 (+)전극판(11)과 (-)전극판(12)은 일정 주기로 극성을 전환시켜야 함은 물론이다.

이러한 이유로서, 유입수가 경수일 경우에는 물 속에 포함된 다량의 이온 물질이 상기 (+)전극판(11)과 (-)전극판에 달라붙어 피복되게 됨으로서 과전류에 의한 전해작용이 중지되기 때문에 본 발명 정수기의 작동을 저해하였기 때문이다.

이때 상기 격막(14)을 설치하는 대신, 정수기의 유입구(16)에 이온교환수지가 충진되어진 이온교환부를 설치하여도 경수를 유입수로 사용할 수 있는 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명의 정수기는 유입수의 수질에 무관하게 3종류의 각각 다른 작용의 전해이온수를 생성시킬 수 있고, 이 중 식수로 사용되는 약알칼리수는 "활성수소"가 특히 풍부하여 인체 내에서 모든 질병의 원인물질인 "활성산소"의 제거가 효과가 탁월한 것이다.

Claims

전해부와 정수부로 구성되는 통상의 전기분해 정수기에 있어서, 상기 전해부의 유입구로 유입되는 물이 알칼리수와 산성수로 분리토록 한 개의 (+)전극판과 (-)전극판이 설치되어진 전극실이 이온분리 격막에 의하여 2개의 전극실로 형성되어진 1차전해부와, 상기 1차전해부에서 생성된 알칼리수만을 유입하여 3가지의 전해이온수인 강알칼리수, 약알칼리수, 산성수로 분리토록 한 개의 (+)전극판과 2개의 (-)전극판이 설치되어진 전극실이 2개의 이온분리 격막에 의하여 3개의 전극실로 형성되어진 2차전해부로 구성된 전기분해 정수기.
제 1항에 있어서, 상기 1차전해부에 격막을 추가로 설치하여 (+)전극판과 (-)전극판 사이에 2개의 격막이 위치토록 하고 이 두 개의 격막 사이로 유출되어지는 중성수를 2차 전해부의 유입구로 유입토록 구성된 전기분해 정수기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 2차전해부에서 생성되는 약알칼리수는 식수배출구로 배출됨을 특징으로 하는 전기분해 정수기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 1차전해부에서 생성되는 산성수는 상기 2차전해부에서 배출되는 산성수와 합류되어 세안수배출구로 배출됨을 특징으로 하는 전기분해 정수기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 2차전해부에서 생성되는 강알칼리수는 세척수배출구로 배출됨을 특징으로 하는 전기분해 정수기.