KR101145975B1

KR101145975B1 - 정수기

Info

Publication number: KR101145975B1
Application number: KR1020090021858A
Authority: KR
Inventors: 윤영찬; 용 균 나
Original assignee: 윤영찬; 주식회사 영우워터라인; 주식회사 마루아트
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2012-06-26
Also published as: KR20090105816A

Abstract

본 발명은 정수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중 방전셀을 이용하여 물을 살균하는 저수위의 살균조와, 살균된 정수를 저장하고 그 일부를 저수위의 살균조로 순환시키는 고수위의 정수조로 구성된 정수기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 정수기는, 원수유입구와 출수구가 형성된 살균조; 상기 살균조의 물을 수중방전하는 방전셀; 상기 살균조의 물이 유입되는 유입구와 출수구가 형성된 정수조; 상기 정수조의 수위가 살균조의 수위보다 높게 유지되도록 상기 살균조와 정수조를 분리시키는 분리판; 상기 분리판에 설치되어 상기 정수조의 물이 살균조로 흘러갈 수 있도록 하는 순환구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 정수기는 방전셀이 구비된 살균조와 정수조가 순환구로 연결되어 침전제를 사용하지 않고 유,무기물을 제거할 수 있으며, 미네랄이 포함된 물을 제공할 수 있는 동시에 살균력이 있는 이온수를 출수할 수 있으며, 물을 순환시키면서 지속적으로 정수하여 세균이 번식하는 것을 방지하여 더 안전하고 위생적인 정수를 제공할 수 있고, 필터부재의 사용을 최소화하거나 그 수명을 연장시킬 수 있는 정수기에 관한 것이다.

방전, 정수, 수위

Description

정수기{Water Purifier}

본 발명은 정수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중 방전셀을 이용하여 물을 살균 및 정화하는 저수위의 살균조와, 살균된 정수를 저장하고 그 일부를 저수위의 살균조로 순환시키는 고수위의 정수조로 구성된 정수기에 관한 것이다.

일반적으로 정수기는 내부에 설치된 각종 필터에 의해 수도물이나 지하수 등에 포함되어 있는 불결하거나 인체에 유해한 각종 유해성분을 여과함으로써 안전하고 위생적인 음료수를 제공하는 것이다.

종래의 일반적인 정수기의 정수과정을 도 1에 나타내었다.

도 1에서, 정수기의 내부에는 입수되는 수돗물이나 지하수(이하 '원수'라 함)에 포함된 이물질, 유해물질, 냄새 등을 제거하기 위하여, 부유물질을 일차로 걸러주어 정수효과를 높이기 위한 고탁도필터(2)와, 5미크론 이상의 찌꺼기, 녹, 침전물등을 제거하는 침전필터(4)와, 고열로 처리된 카본으로 구성되어 염소성분, 유기화학 물질 등을 흡착 및 제거하는 선카본필터(6)를 거치게 된다.

다음으로 다시 도 1을 살펴보면, 선카본필터(6)를 거친 원수는 중금속, 박테리아, 바이러스, 유기화학 물질 등의 분자량이 200 이상인 모든 이물질을 초정밀 반투막(0.0001 미크론)을 통해 역삼투압 방식의 강제식(펌프(미도시 됨)의 압력)으로 살균하는 멤브레인필터(8)와, 원수에 포함된 가스성분과 냄새를 제거하는 후카본필터(10), 냄새제거 및 살균이 이루어지는 살균램프(12)를 거친다.

그리고 상기 멤브레인필터(8)에서 분리된 폐수는 그대로 하수구 등으로 배출되고, 살균램프(12)를 거친 정수는 정수탱크(14)와 냉온수탱크(16)로 유입된 후 최종적으로 사용자에게 제공된다.

그러나 이와 같은 구성을 갖는 종래 정수기는 각종 필터들이 중복적으로 사용됨으로써 제품가격이 상승하고, 정수 시간이 길어질수록 각종 필터에 부유물질과 이물질이 축적되어 정수효율이 떨어져 자주 필터를 교체해야 하므로 유지관리 비용이 상승하며, 필터 내부에 걸러진 유기성 물질이 분해되어 악취를 발생시키거나 유해세균이 번식하는 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 수중 방전셀을 이용하여 물을 살균 및 정화하고 정화된 물을 고수위의 정수조로 공급하고, 고수위의 정수조에 저장되어 있는 정수는 저수위의 살균조로 순환하도록 구성함으로써, 필터부재의 사용을 최소화함과 아울러 수명을 연장시키고, 수중 방전과정에서 발생한 살균가스가 살균조 및 정수조 상부에 충전되도록 하여 세균의 번식을 방지함으로써 보다 효율적으로 안전하고 위생적인 정수를 만들 수 있는 정수기를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정수기는, 원수유입구와 출수구가 형성된 살균조; 상기 살균조의 물을 수중방전하는 방전셀; 상기 살균조의 물이 유입되는 유입구와 유출구가 형성된 정수조; 상기 정수조의 만수위가 살균조의 만수위보다 높게 유지되도록 상기 살균조와 정수조를 분리시키는 분리판; 및 상기 정수조의 물이 살균조로 흘러갈 수 있도록 상기 분리판에 설치된 순환구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 살균조의 내부에 설치된 방전셀을 상기 원수유입구에 설치되는 것을 특징으로 한다. 상기 방전셀은 방전판과 방전와이어 그리고 상기 방전판과 방전와이어를 이격시키는 이격프레임을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은, 상기 살균조의 물을 환원시켜서 상기 정수조의 유입구에 공급하는 환원여과기와, 상기 살균조의 물을 여과시켜서 상기 정수조의 유입구에 공급하는 흡착제거기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 살균조와 정수조에는 각각 수위센서를 설치하되, 상기 살균조에 설치된 제1 수위센서는 상기 정수조에 설치된 제2 수위센서보다 낮게 설치되어 상기 살균조의 수위가 상기 정수조의 수위보다 항상 낮게 유지되도록 한다.

또, 상기 제2 수위센서는 상기 분리판에 설치된 순환구의 하단보다 같거나 낮게 설치하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 살균조와 정수조에는 각각 뚜껑을 설치하되 상기 정수조에 설치된 뚜껑에 배기구를 형성하여 상기 살균조의 수중 방전과정에서 발생한 살균가스가 살균조 및 정수조를 충전시키도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 정수기는, 상기 살균조에서 출수되어 상기 정수조로 유입되는 물을 일시 저장하는 투명 이온수관과; 상기 투명 이온수관의 외부에 설치되어 상기 정수기의 작동 상태를 조명으로 나타내는 하나 이상의 LED와; 상기 투명관의 후방에 설치된 반사경을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 투명 이온수관의 내부에는 상기 살균조에 설치된 방전셀과 연동하는 보조 방전셀이 더 설치된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 정수기에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

살균조는 방전셀을 이용하여 수중방전함으로써 물을 이온화시키고, 상기 살균조와 정수조는 순환구로 연결되어 정수조의 물과 부유물을 살균조로 반송함으로써 염소이온이나 침전제를 사용하지 않고 유,무기물을 제거하여 정수할 수 있으며, 미네랄이 포함된 물을 제공할 수 있는 동시에 살균력이 있는 이온수를 출수할 수 있고, 물을 순환시키면서 지속적으로 정수하여 물이 고여서 세균이 번식하는 것을 방지하여 정수를 더욱 효과적으로 할 수 있고, 필터부재의 수명을 연장시킬 수 있다.

상기 살균조에는 원수가 유입되는 원수유입구가 형성되며, 방전셀은 상기 원수유입구에 설치되어, 유입되는 모든 원수를 효과적으로 수중방전하여 정수할 수 있다.

또한, 상기 살균조에는 원수유입구를 통해 유입된 물을 배출시키는 출수구가 형성되며, 방전셀은 상기 출수구에 설치되어, 출우되는 모든 원수를 효과적으로 수중방전하여 정수할 수 있다.

상기 방전셀은 방전판과 방전와이어와 상기 방전판과 상기 방전와이어를 이격시키는 이격프레임을 포함하여, 면적이 넓어짐으로 인해 방전효율이 증대되며, 하나의 전극은 와이어로 하고 하나의 전극은 판으로 하여 제조가 용이해지는 이점이 있다.

나아가, 상기 살균조의 물을 환원시켜서 상기 정수조의 유입구에 공급하는 환원여과기를 더 포함하여, 미네랄이 포함된 음용수를 제공할 수 있다.

제어부는 상기 방전셀의 전극을 교번하여 인가하며, 전극 교번 인가시 양극 에서 발생하는 중금속 산화 생성물은 살균조의 물이 정수조로 유입되기 전에 설치된 흡착제거기를 통해 제거하여 정수를 효과적으로 할 수 있다. 또한, 폐수가 발생하지 않아 물을 절약하고 정수 효율이 높아진다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정수기의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 3은 도 2의 방전셀이 설치된 수조의 사시도이며, 도 4는 방전셀이 제거된 수조의 사시도이고, 도 5는 방전셀이 설치된 수조의 단면도이다.

먼저, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 정수기는, 살균조(410)와, 상기 살균조(410)의 물을 수중방전하는 방전셀(520)과, 살균조(410)에서 살균 및 정화된 물을 저장하여 사용자에게 제공하는 정수조(420)로 구성된다. 바람직하게 상기 살균조(410)와 정수조(420)는 하나의 수조(400)로 이루어 진다.

상기 살균조(410)에는 원수가 유입되는 원수유입구(412)와 살균조(410)의 물이 출수되는 제1출수구(413)와 제2출수구(414)가 형성된다. 상기 정수조(420)에는 살균조(410)의 물이 유입되는 유입구(423)와 정수조(420)의 물이 사용자에게 출수되는 유출구(422)가 형성된다.

바람직하게, 상기 수조(400)의 살균조(410)와 정수조(420)는 분리판(430)에 의해서 물리적으로 분리되고, 상기 분리판(430)에는 정수조(420)의 물이 살균조(410)로 흘러가도록 하는 순환구(431)가 형성된다.

본 발명에서는, 분리판(430)에 의하여 살균조(410)와 정수조(420)가 물리적으로 분리된 수조(400)가 예시되어 있으나, 이러한 살균조(410)와 정수조(420)의 분리구조는 다른 방법에 의해서도 가능하다. 예를 들어, 살균조(410)와 정수조(420)를 각각 별개의 작은 수조로 구성하고, 두 개의 수조를 파이프를 이용하여 연결할 수 있다. 따라서 본 발명의 정수기는 도면에 도시된 분리판(430)과 분리판(430)을 포함하는 수조(400)로 한정되는 것은 아니다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 수조(400)의 전단에는, 탁도 제어기(100)와 수압센서(200) 및 솔레노이드밸드(330)가 설치된다. 상기 탁도 제거기(100)는 일종의 여과필터이다. 본 발명의 정수기로는 일반 지표수자 지하수 또는 수돗물이 원수로 유입된다. 또, 유입된 원수는 탁도 제거기(100)를 통과하여 탁도가 제거된다. 이러한 탁도 제거기(100)는 본 기술의 산업 분야에서 널리 이용되고 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명의 일 실시 예에서는 하나의 탁도 제거기(100)를 설치하여 필터의 사용을 최소화할 수 있음을 보여주고 있으나, 원수의 수질에 따라 늘러나는 것도 가능함은 물론이다.

이어서, 탁도가 제거된 원수는 솔레노이드밸브(300)를 통해 상기 살균조(410)로의 유입이 제어된다. 나아가, 탁도 제거기(100)와 솔레노이드밸브(300) 사이의 유로 수압을 측정하는 수압센서(200)가 더 구비될 수 있다.

상기 살균조(410) 내측벽의 상부에는 제1 수위센서(411)가 설치된다. 그리고 상기 살균조(410) 바닥면에는 원수가 유입되는 원수유입구(412, 도 4)가 관통형성되며, 살균조(410)의 물이 출수되는 제1출수구(413)와 제2출수구(414)가 관통 형성된다. 상기 제2출수구(414)를 통해서는 살균력이 있는 이온수가 출수된다.

상기 살균조(410)의 바닥에는 방전셀(520)이 설치된다. 상기 방전셀(520)은 상기 원수유입구(412)에 설치됨으로써 살균조(410) 내부에 배치되어 살균조(410)의 물을 살균한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 정수기에 사용하는 방전셀의 일 실시예를 설명한다.

도 6은 본 실시예에 따른 방전셀을 보여주는 사시도로 방전캡이 제거된 상태이고, 도 7은 및 도 8은 도 6의 방전셀에 설치되는 방전캡의 상면 및 저면 사시도이다.

도 6을 참조하여, 상기 방전셀(520)의 구조를 상세하게 설명하면, 상기 방전셀(520)은 방전판(521)과 방전와이어(522)와, 상기 방전판(521)과 상기 방전와이어(522)를 이격시키는 이격프레임(523)을 포함하여 이루어진다.

상기 방전판(521)은 백금도금되고 판형상으로 형성되며, 양측 상부 및 하부에 돌출부(528)가 각각 형성된다. 이 돌출부(528)를 통해 이격프레임(523)이 고정된다.

상기 방전와이어(522)는 백금 소재의 선 형상(지름 0.12mm)으로 형성되며, 두 개의 이격프레임(523) 사이에 일정 간격으로 다수 회 권취되어 양면 방전이 가 능하다.

상기 이격프레임(523)은 방전판(521)의 양측에 상하방향으로 수직하게 배치된다. 상기 이격프레임(523)에는 돌출부(528)가 삽입되는 삽입공(미도시)이 형성된다. 그리고 상기 방전셀(520)은 양측의 이격프레임(523)와 방전판(521) 사이에 일정 간격으로 관통부(529)가 형성된다.

또한, 이격프레임(523)의 외주면에는 돌기(525)가 일정 간격으로 형성되어 권취되는 방전와이어(522)의 사이에 돌기(525)가 배치됨으로써 방전와이어(522) 사이 간격이 유지되도록 한다. 바람직하게 방전판(521)과 방전와이어(522) 사이 간격은 1mm로 유지된다.

이러한 방전셀(520)은 커넥터(530)에 고정되어 살균조(410)에 설치된다.

상기 커넥터(530)는 원판형상으로 형성되어 살균조(410)의 원수유입구(412)에 삽입되도록 설치되며, 외주면에 나사산부(531)가 형성되어 있다. 또한, 커넥터(530) 외주면에는 오링과 같은 실링부재(532)가 구비되어 살균조(410)와 커넥터(530) 사이는 실링된다.

상기 커넥터(530) 중심부에는 원수를 방전셀(520)로 유입시키는 원수유입관(527)이 관통되어 설치된다. 또한, 커넥터(530)의 원수유입관(527) 양측에는 방전판(521)과 연결되는 제1전극핀(524)과 방전와이어(522)와 연결되는 제2전극핀(526)이 관통되어 설치된다. 이러한 제1전극핀(524)와 제2전극핀(526)을 통해 방전셀(520)에 전원이 인가된다.

도 7 및 도 8을 참조면, 상기 방전캡(510)은 방전셀(520)이 손상되는 것을 방지하고 유입되는 물이 충분히 수중 방전되도록 방전셀(520)을 둘러싼다.

상기 방전캡(510)은 하부가 개방되어 원수유입관(527)에 연통되는 제1캡유입구(514)가 형성되며, 하부 내벽에는 방전캡(510)이 커넥터(530)에 체결되도록 나사산이 형성되어 있다. 방전캡(510)은 상부에 방전셀(520)이 삽입되는 셀삽입부(512)가 형성된다. 셀삽입부(512)는 방전캡(510)을 탈착시 사용자가 손잡이로 사용할 수 있도록 수평단면적이 하부보다 작아지도록 형성되어 수평단면 형상이 직사각형상으로 형성된다. 또한, 셀삽입부(512) 상단에는 수중 방전된 물이 유출되는 캡유출구(511)가 형성된다. 방전캡(510) 하부에서 제2캡유입구(513)가 셀삽입부(512) 양측에 배치되도록 형성된다. 이로 인해 제2캡유입구(513)는 캡유출구(511)보다 하부에 배치되며, 살균조(410) 바닥면에 근접하도록 배치된다. 따라서 상기 살균조(410) 내부의 물은 상기 제2캡유입구(513)를 통해 순환한다.

나아가, 방전캡(510)을 살균조(410)에 조립시에는 제1출수구(413) 및 제2출수구(414)와 제2캡유입구(513)가 엇갈리도록 배치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 방전캡(510), 방전셀(520), 커넥터(530)는 하나로 모듈화되어 다양한 정수기에 바로 설치할 수 있고 조립도 용이하다. 본 명세서에서 후술하게 될 보조 방전셀(620)도 같은 구조를 갖는다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 살균조(410)에서 출수된 이온수는 그 후단에 설치된 환원여과기(600)을 통해 약알칼리가 된다. 이때, 환원된 물의 ORP(Oxidation Reduction Potential)는 -100mV이상인 물로 인체에 매우 유익한 환원수이다. 상기 환원여과기(600)는 살균조(410)의 제1출수구(413)에 연결되도록 설치된다. 그리고 상기 환원여과기(600)의 전단에는 투명 이온수관(610; 도12참조)을 설치하여 살균조(410)의 제1출수구(413)에서 출수된 이온수를 일시 저장할 수 있다.

이어, 상기 환원여과기(600)를 통해 환원된 환원수는 그 후단에 설치되는 순환펌프(700)를 통해 정수조(420)의 유입구(423)로 이송된다. 상기 환원여과기(600)의 후단에는 환원수를 일시 저장할 수 있는 환원수관(620)을 더 설치할 수 있다.

순환펌프(700) 후단에는 흡착제거기(800)를 설치하여 환원수가 유입구(423)로 유입되기 전에 흡착제거기(800)를 통해 살균조(410)에서 이송되는 중금속이 제거되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 흡착제거기(800)는 일종의 여과필터이다.

상기 정수조(420)는 수조(400)의 타측에 형성되고, 살균조(410)보다 저수용량이 더 크도록 형성된다. 상기 정수조(420)는 살균조(410)와 분리된 별개의 저수조로 구성될 수도 있음은 당연하다.

상기 살균조(410)와 정수조(420)를 물리적으로 분리하는 분리판(430)에는 정수조(420)의 물이 살균조(410)로 흘러갈 수 있도록 순환구(431)가 설치된다. 바람직하게 상기 순환구(431)은 유입구(423)보다 상부에 배치되고 상기 살균조(410)에 연통되도록 형성된다. 순환구(431)는 분리판(430)에 관통되어 형성되며 원형이나 삼각형 등 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

그리고 상기 정수조(420)에도 살균조(410)와 마찬가지로 제2 수위센서(421)가 내측벽의 상부에 설치된다.

이때, 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 정수조(420)의 제2 수위센서(421)는 살균조(410)의 제1 수위센서(411)보다 높은 곳에 설치된다. 즉, 정수조(420)의 최 고수위는 상기 살균조(410)의 최고수위보다 높다.

또한, 상기 분리판(430)에 형성된 순환구(431)의 설치 높이는, 상기 살균조(410)의 최고수위보다 높다. 그리고, 상기 제2 수위센서(421)는, 분리판(430)에 관통된 순환구(431)의 최하부 즉, 원형 또는 V형 관통 구멍의 하단과 일치하거나 그 아래에 위치하도록 설치된다. 따라서 상기 정수조(420)의 최대수위가 되기 전에 상기 제2 수위센서(421)가 작동된다.

상기 정수조(420)의 수위가 최고수위를 넘게 되면, 정수조(420)의 물은 순환구(431)를 통해 살균조(410)로 흘러들어간다. 또, 상기 정수조(420)가 최대수위가 되면, 수면에 부유하는 유,무기물들이 자동으로 순환구(431)를 통해 살균조(410)로 이동하게 된다. 이로써 연속적인 방전 또는 살균이 이루어지게 된다.

상기 제1 수위센서(411)는 살균조(410)의 수위가 최고수위에 도달하는 지를 감지하여 원수의 유입을 제어한다. 상기 제2 수위센서(421)는 정수조(420)의 수위가 최고수위에 도달하는 지를 감지하고 일정 시간 후에 정수의 유입을 제어한다.

이와 같이, 본 발명은 상기 살균조(410)와 정수조(420)에 각각 수위센서를 설치하되, 상기 살균조에 설치된 제1 수위센서(411)는 상기 정수조에 설치된 제2 수위센서(421)보다 낮게 설치되고, 상기 제2 수위센서(421)의 저면은 상기 순환구의 하단과 같거나 낮게 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 정수조(420)는 살균조(410)의 물이 유입되는 유입구(423)와 정수조(420)의 물이 사용자에게 출수되는 유출구(422)가 정수조(420)의 바닥면에 형성된다. 바람직하게는 유출구(422)와 유입구(423)는 멀리 떨어지도록 형성된다. 예를 들어 정수조(420) 바닥면의 중심에는 유입구(423)가 형성되고 바닥면의 가장자리에는 유출구(422)가 형성된다.

한편, 상기 살균조(410)와 정수조(420)에는 뚜껑(441)(442)이 설치된다. 따라서 상기 살균조(410)에서의 수중방전에 의해서 발생하는 수소이온, 염소이온 기체는 살균조(410)와 정수조(420)의 빈공간으로 충전되며, 충전된 가스의 일부는 상기 정수조(420)의 뚜껑(442)에 형성된 배기관(443)을 통해서 외부로 배출된다. 바람직하게, 상기 살균조(410)와 정수조(420)의 뚜껑(441)(442)은 하나의 뚜껑으로 이루어질 수 있다.

나아가, 본 발명은 방전셀(520)에 전원을 공급하는 것을 제어하는 제어부(900)를 더 포함한다. 상기 제어부(900)는 방전셀(520)의 전극을 교번하여 인가한다. 본 발명에서는 방전셀(520)을 통한 살균조(410)의 1차 정수시에는 방전판(521)에 -극성을 인가하고, 방전와이어(522)에 +전극을 인가하며, 살균조(410)의 물을 정수조(420)로 순환하는 2차 정수시에는 방전판(521)에 +전극을 인가하고 방전와이어(522)에 -전극을 인가하여 교번으로 전압을 인가함으로써 유,무기물의 산화를 촉진시킨다. 그리고 2차 정수시 양극(방전판(521))에서 중금속 산화 생성물을 분리시켜 정수조(420)쪽으로 공급함으로써 흡착 제거기(800)를 통한 제거가 가능하도록 하여 정수를 효과적으로 할 수 있다.

또한, 제어부(900)는 수압센서(200) 및 제1수위센서 제2수위센서로부터 신호를 입력받아 솔레노이드밸브(300)를 제어하거나 순환펌프(700)를 제어하도록 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 상기 순환펌프(700)는 정수조(420)가 만수위에 도달 하는데 걸리는 시간 이상으로 작동하도록 제어한다. 따라서 상기 정수조(420)의 물과 그 수면에 떠있는 부유물이 상기 살균조(410)로 순환되도록 한다.

이어서, 도 9, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 정수기의 다른 실시 예를 설명한다.

도 9는 본 실시 예에 따른 방전셀이 설치된 수조의 사시도, 도 10은 도 9의 방전셀이 설치된 수조의 단면도이며, 도 11은 본 실시 예에 따른 방전셀을 보여주는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 정수기는 살균조(410)와, 상기 살균조(410)의 물을 수중방전하는 방전셀(720)과, 살균조(410)에서 살균 및 정화된 물을 저장하여 사용자에게 제공하는 정수조(420)로 구성되는 점은 전술한 실시예와 동일한다. 따라서 이러한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다만, 본 실시예에 따른 정수기는, 원수가 유입되는 원수유입구(712)가 살균조(410)의 상부쪽에 설치되고, 상기 살균조(410)의 물이 출수되는 출수구(713)는 살균조(410)의 바닥에 설치되는 점이 크게 다르다. 그리고 상기 출수구(713)가 형성된 살균조(410)의 바닥에는 방전셀(720)이 수평으로 설치된다.

이때, 상기 원수유입구(712)에는 수위 조절기능이 있는 제1 수위센서(411가 설치된다. 바람직하게 상기 제1 수위센서(411)은 원수유입구(712)와 연통되는 밸브본체(716)와 이 밸브본체(716)에 연결로드에 의해 고정된 에어볼(717)로 구성된다. 이때, 에어볼(717)은 수면에 접촉되고 수위의 변동에 따라 움직여서 밸브본체(716)를 개폐함으로써 원수유입구(712)를 통한 원수의 유입을 제어하여 살균조(410)의 수위를 일정하게 유지시킨다.

한편, 상기 살균조(410)의 수위는 정수조(420)의 수위보다 낮도록 상기 제1 수위센서(411)는 정수조(420)의 제2 수위센서(421)보다 낮은 위치에 설치된다.

그리고 상기 방전셀(720)는 살균조(410)의 출수구(713) 위에 설치된다. 따라서 상기 원수유입구(712)를 통해 유입된 원수는 대류 과정에서 방전셀(720)을 통과하여 수중방전되거나 상기 출수구(713)를 통해 정수조(420)로 출수될 때 방전셀(720)를 통과하여 수중 방전되게 된다.

도 11은 본 실시예 따라 살균조(410)의 바닥에 수평으로 설치되는 방전셀(720)의 일예를 보여주는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시 예의 방전셀(720)은 가운데에 다수 개의 관통구멍(729)이 형성되고 양측에 돌출턱(721)이 형성된 셀절연본체(723)와, 상기 셀절연본체(723)에 위에 좌우방향과 전후방향으로 감겨져 있는 방전와이어(722)를 포함하여 이루어진다. 이때 상기 셀절연본체(723)은 절연체(예, 폴리카보네이트)로 이루어지고 좌우방향과 전후방향으로 감겨진 와이어(722)는 서로 이격되어 있다. 바람직하게 상기 와이어(722)는 1mm정도로 이격된다.

상기 방전와이어(722)는 백금 소재의 선 형상(지름 0.12mm)으로 형성되며, 셀절연본체(723)의 양면에 일정 간격으로 다수 회 권취되어 양면 방전이 가능하다. 그리고 상기 셀절연본체(723)의 테두리에는 돌기가 일정 간격으로 형성되어 권취되는 방전와이어(722)의 사이에 돌기가 배치됨으로써 방전와이어(722) 사이 간격이 유지되도록 한다.

이러한 방전셀(720)은 셀절연본체(723)에 일체로 형성된 보스(730)에 체결볼트(731)를 관통시켜 살균조(410)의 바닥에 설치된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 방전셀(720)는 위에서 아래로 흐르는 물이 통과할 수 있도록 관통구멍(729)이 형성되어 있고, 살균조(410)의 출수구(713) 위에 설치되므로 상기 출수구(713)를 통해 배출되는 모든 물을 방전시킬 수 있는 효과가 있다.

이어서, 도 12 및 도 13을 참조하여 본 발명에 따른 정수기의 다른 실시 예를 설명한다. 도시된 바와 같이, 살균조(410)의 제1출수구(413)에는 이온수를 일시 저장하는 투명 이온수관(610)이 연결된다. 상기 투명 이온수관(610)의 일부는 정수기 본체(11)의 외부로 노출되도록 설치된다. 그리고 투명 이온수관(610)에는 하나 이상의 LED(630)가 설치되어 정수기의 작동 상태, 특히 방전셀(520)의 작동 상태를 여러 가지 컬러로 보여준다.

또한, 상기 투명 이온수관(610)의 상단에는 살균조(410)의 제1출수구(413)과 연통된 입수관(641)과 환원여과기(600)와 연통하는 출수관(642)이 설치된다. 바람직하게, 상기 입수관(641)과 출수관(642)은 투명 이온수관(610)의 뚜껑(640)에 설치된다. 또한, 상기 입수관(641)은 출수관(642)에 비해서 하부로 더 연장되는 것이 좋다.

그리고 상기 투명 이온수관(610)의 내부 바닥면에는 보조 방전셀(620)이 설치된다. 상기 보조 방전셀(620)은 전술한 방전셀(520)에 비해 작은 크기이지만 동일한 기능을 갖는다. 또, 상기 보조 방전셀(620)은 전술한 살균조(410)에 설치된 방전셀(520)과 연동하여 작동된다.

상기 보조 방전셀(620)은 상기 방전셀(520)과 연동하여 기포를 발생시킴으로써 방전셀(520)의 작동상태를 보여준다. 아울러 상기 보조 방전셀(620)는 입수관(641)를 통해 유입된 무기물을 수중 방전을 통해서 제거한다. 제거하는 방식은 방전셀(520)과 동일하다. 바람직하게 상기 보조 방전셀(620)은 방전캡(510)이 없는 상태로 사용한다.

또한, 상기 투명 이온수관(610)의 후방에는 반사경(650)이 설치된다. 상기 반사경(650)은 외부에서 들어오는 빛과 LED(630)에서 방사되는 빛은 반사시킨다. 바람직하게 상기 LED(630)는 적색, 청색, 백색 등의 컬러를 표현할 수 있도록 다수 개의 LED 칩으로 이루어진다.

예를 들어, 상기 LED(630)는 방전셀(520)의 작동상태를 보여준다.

즉, 방전셀(520) 및 보조 방전셀(620)이 작동하는 동안(살균단계)에는 LED(630)가 적색으로 발광된다. 반대로 방전셀(520)과 보조 방전셀(620)이 작동하지 않는 동안에는 청색으로 발광한다. 여기서 적색은 살균과정을 표시하는 것으로 음용 할 수 없는 상태임을 나타낸다. 청색은 음용 할 수 있는 상태임을 나타내 준다. 또한, 정수조(420)의 만수위 시, 정수조(420)의 물이 살균조(410)로 순환하는 동안에는 보라색으로 표시한다. 이 순환과정에서도 방전셀(520)과 보조 방전셀(620)이 작동되므로 보라색도 음용 할 수 없는 상태임을 나타낸다.

이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 작용을 설명한다.

유입되는 원수는 탁도제거기(100)를 거쳐서 탁도가 제거된 후 솔레노이드밸 브(300)를 통해 원수유입관(527)로 유입된다. 이때, 수압센서(200)를 통해 솔레노이드밸브(300)의 작동은 제어된다. 유입된 원수는 방전셀(520)을 통과할 때 방전와이어의 방전에 의해서 기화상태 이온수로 되다. 따라서 입수된 원수는 100℃의 고온에 의해 살균되는 동시에 비중을 낮아져서 살균조(410) 내부에서 대류가 발생한다. 이로 인해 1차 정수가 이루어진다. 1차 정수는 입수된 물을 살균하는 동시에 유기물과 무기물을 분해시킨다. 그리고 온도차에 의한 대류는 원수가 상기 방전셀(520)로 반복하여 흐르도록 유도한다.

방전셀(520)의 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

방전캡(510) 내부로 유입된 물은 순간 캐소우드(Cathode)의 고온(약 100도~수천도)에서 기화되어 기포가 발생된다. 물의 오염도(전기전도도)가 클수록 기포(기화)가 많이 발생한다. 이때 물의 일부는 이온화되어 비중이 낮은 음이온 기체(수소이온, 염소이온)가 되고, 일부는 비중이 높은 양이온 물질(금속, 미네랄 등)을 포함하는 연속적으로 기화되어 이온수가 발생한다. 이때 발생한 활성 이온은 짧은 시간 내에 강한 세균 살균력을 가지며 금속 산화물을 생성한다. 그러나, 미네랄(Na, Ca, Mg, K)은 수중에 용해되어 보존된다.

이러한 과정을 통해 살균조(410)로 유입된 원수는 방전셀(520)을 통과하여 이온수로 변환되고 활성 이온과 수소 기체를 생성한다. 살균조(410)에서 생성된 활성 이온은 원수 중에 포함된 세균과 유기물을 산화시키고, 무기물의 구조를 변화시키며, 살균조(410)에서 발생하는 수소이온, 염소이온 기체는 살균조(410)와 정수조(420)의 빈 공간에 충전된다. 이러한 음이온 기체는 세균의 번식을 막는 역할을 한다.

이어서, 순환펌프(700)를 작동시켜 제1출수구(413)를 통해 이온수를 환원여과기(600)로 유입시켜 이온수를 환원수로 변환한다. 이어서 환원수는 흡착제거기(800)를 통과한 후 정수조(420)의 유입구(422)로 이송된다.

정수조(420)의 수위가 순환구(431)의 높이가 되면 순환구(431)를 통해 정수조(420)의 물은 살균조(410)로 이동된다. 이때, 정수조(420)의 수면에 떠있던 유, 무기 부유물들이 살균조(410)로 이송되어 정수조(420)의 물은 정화된 상태를 유지하며, 살균조(410)로 유입된 유,무기 유기물들은 다시 산화되어 고형물로 살균조(410)에 서서히 침전된다. 이로 인해 2차 정수가 이루어지며 이러한 정수과정은 반복적으로 이루어진다.

한편, 방전셀(520)은 1차 정수시에는 방전판(521)에 -극성을 인가하고, 2차 정수시에는 방전판(521)에 +전극을 인가하여 교번으로 전압을 인가함으로써 유 무기물의 비중분리 산화를 촉진시킨다.

이와 같이 기화된 물을 방전셀(520)의 전원을 교번시켜 수중방전하면 살균하는 동시에 양극에서 중금속 산화 생성물이 분리되어 흡착제거기(800)를 통해 제거된다.

또한, 방전캡(510)은 제2캡유입구(513)를 캡유출구(511)보다 하부에 배치하여, 살균조(410)의 물 중에서 침전된 이물질과 비중이 높은 물이 제2캡유입구(513)를 통해 다시 방전셀(520)로 유입되어 수중 연속 대류 방전이 계속 될 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

도 1은 종래의 정수기에서 정수과정을 나타내는 블럭도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정수기의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도,

도 3은 도 2의 방전셀이 설치된 수조의 사시도,

도 4는 방전셀이 제거된 수조 사시도,

도 5는 방전셀이 설치된 수조의 단면도,

도 6은 본 실시예에 따른 방전셀을 보여주는 사시도,

도 7은 및 도 8은 도 6의 방전셀에 설치되는 방전캡의 사시도,

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방전셀이 설치된 수조의 사시도,

도 10은 도 9의 방전셀이 설치된 수조의 단면도,

도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방전셀을 보여주는 사시도,

도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 투명 이온수관이 설치된 정수기를 보여주는 정면도,

도 13은 도 12의 투명 이온수관의 일 실시 예를 보여주는 사시도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 탁도제거기 200 : 수압센서

300 : 솔레노이드밸브 400 : 저수조

410 : 살균조 411 : 제1수위센서

412, 712 : 원수유입구 413 : 제1출수구

420 : 정수조 421 : 제2수위센서

422 : 유입구 423 : 유출구

430 : 분리판 431 : 순환구

510 : 방전캡 511 : 캡유출구

512 : 셀삽입부 513 : 제2캡유입구

514 : 제1캡유입구 520, 720 : 방전셀

521 : 방전판 522 : 방전와이어

523 : 이격프레임 524 : 제1전극핀

525 : 돌기 526 : 제2전극핀

527 : 원수유입관 528 : 돌출부

529 : 관통부 530 : 커넥터

531 : 나사산부 532 : 실링부재

600 : 환원여과기 700 : 순환펌프

800 : 흡착제거기 900 : 제어부

Claims

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원수유입구와 출수구가 형성된 살균조;

상기 살균조의 원수유입구에 설치되어 살균조 내부로 유입되는 물을 수중방전하는 방전셀;

상기 살균조의 이온수가 유입되는 유입구와 정수가 유출되는 유출구가 형성된 정수조;

상기 살균조의 바닥에 설치된 출수구를 통해서 상기 정수조의 유입구로 살수조의 이온수를 이송하도록 설치된 순환펌프;

상기 살균조의 이온수와 정수조의 정수가 서로 혼합되지 않도록 분리하는 분리판;

상기 살균조에서 발생한 가스는 정수조로 공급되고 상기 정수조의 물은 중력에 의해서 살균조로 흘러갈 수 있도록 상기 분리판에 구비된 순환구;

상기 살균조에서 발생한 가스가 상기 살균조와 정수조의 내부를 충전할 수 있도록 상기 정수조의 상부에만 배기구가 형성된 뚜껑;

상기 살균조에 설치되어 살균조의 만수위를 측정하는 제1 수위센서;

상기 정수조에 설치하되 상기 제1 수위센서보다 높은 위치에 설치되어 정수조의 만수위를 측정하는 제2 수위센서;

상기 제1 수위센서 및 제2 수위센서와 연결되어 살균조로 유입되는 원수와 정수조로 공급되는 이온수의 흐름을 제어함과 아울러 상기 방전셀의 작동을 제어하는 제어부;로 구성되어,

상기 정수조의 만수위는 살균조의 만수위보다 항상 높게 유지되고, 상기 제어부는 정수조의 수위가 만수위에 도달하면 일정 시간 동안 후에 순환펌프와 방전셀의 작동을 정지시켜서 상기 정수조의 표면에 부상하는 부유물질을 살균조로 순환되어 재 방전시키는 것을 특징으로 하는 정수기.
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제 4항에 있어서,

상기 방전셀은, 가운데에 다수 개의 관통구멍이 형성되고 양측에 돌출턱이 형성된 셀절연본체와, 상기 셀절연본체에 위에 좌우방향과 전후방향으로 서로 이격되게 감겨져 있는 방전와이어를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 정수기.
제 4항에 있어서,

상기 살균조의 물을 환원시켜서 상기 정수조의 유입구에 공급하는 환원여과기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
제 7항에 있어서,

상기 살균조의 물이 상기 정수조로 유입되기 전에 흡착제거기를 통과하는 것을 특징으로 하는 정수기.
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제 4항에 있어서,

상기 살균조에서 출수되는 이온수를 일시 저장하는 투명 이온수관;

상기 투명 이온수관의 내부 바닥에 설치된 보조 방전셀;

상기 투명 이온수관의 외부에 설치되어 상기 살균조에 설치된 방전셀의 작동 상태를 조명으로 나타내는 하나 이상의 LED를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
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