KR19990085959A - 정수 및 살균수 제조 장치 - Google Patents

정수 및 살균수 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정수장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로 하나의 장치에 의해 음용수 및 살균수를 각각 생산할 수 있도록 한 정수 및 살균수 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 음용수장치는 전처리필터, 활성탄필터로 여과한 물을 직접 음용수로 사용하는 경우와 이를 다시 역삼투막이나 한외여과막을 이용하여 2차 처리하여 음용수로 사용하는 경우가 대부분이며, 적용처에 따라 후단에 살균용 자외선살균기를 둔다.
이와 같은 종래의 장치들은 음용수는 음용수 전용 정수장치를 통해서 음용수를 얻고, 살균수는 살균수 전용장치에서 살균수만을 얻는 장치구성을 가지고 있다.
본 발명에서는 공급수중의 부유물질과 유기질 및 잔류염소 성분을 제거하기 위한 1차 필터(111), 2차필터(112)로 구성된 여과장치부와; 소금물 주입을 위한 에젝터(131)와 소금물 주입유량을 조절하기 위한 소금물 주입유량 조절밸브(132), 소금물 저장용기(310), 소금물 수위조절을 위한 소금물 저장조(320)로 구성된 소금물 공급부와; 직류전원 공급장치(210)와 전해조(200), 전해조 내부에 양극(201)과 음극(205), 전해이온 분리이송을 위한 이온교환막(203), 양극과 이온교환막 사이를 구분하기 위한 스페이서(202), 음극과 이온교환막 사이를 구분하기 위한 스페이서(204)로 구성된 전해장치부와; 상기 각 구성부의 유체흐름 및 배출수를 조절하기 위한 밸브 A,B,C,D,E,F,G(121),(122),(123),(124),(125),(126),(127)로 구성요소로 하는 유체흐름 조절부로 구성되어 단일장치모듈을 이용하여 세균을 살균하는 살균수와 음료용 알칼리수 및 음료용 정수기능을 가지는 것을 특징으로 하는 것으로 하나의 장치구성을 통하여 3가지 각기 다른 성질의 물을 제조 할 수 있도록 함을 특징으로 하는 것이다.

Description

정수 및 살균수 제조 장치
본 발명은 정수장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로 하나의 장치에 의해 음용수 및 살균수를 각각 생산할 수 있도록 한 정수 및 살균수 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 음용수장치는 전처리필터, 활성탄필터로 여과한 물을 직접 음용수로 사용하는 경우와 이를 다시 역삼투막이나 한외여과막을 이용하여 2차 처리하여 음용수로 사용하는 경우가 대부분이며 적용처에 따라 후단에 살균용 자외선살균기를 둔다.
그리고 살균수는 백금(Pt), 이리듐(Ir), 루세늄(Ru)과 같은 귀금속이 코팅된 양극 및 음극판, 특수한 격리막으로 구성된 전해용셀(CELL) 사이에 저농도의 소금물을 통과시키면서 직류전원을 공급하여 양극측에서는 강산성의 살균수를 음극에서는 강알카리성의 전해수를 얻는다.
따라서 종래의 장치들은 음용수는 음용수 전용 정수장치를 통해서 음용수를 얻고 살균수는 살균수 전용장치에서 살균수만을 얻는 장치구성을 가지고 있다.
그리고 살균수 제조장치에서 전해셀에는 약 0.05% - 0.2% 정도의 소금물을 주입하는데 장시간 사용하기 위하여 10% - 20% 정도의 소금물을 소금물 저장용기에 저장한 후 수도수 또는 지하수와 혼합하여 0.05% - 0.2% 정도의 농도로 희석한 후 전해셀(CELL)내로 주입하고 있다.
따라서 이와 같은 종래의 장치는 각각의 장치에서 음용수 또는 살균수를 각각 얻도록 하므로서 음용수와 살균수를 얻기 위해서는 각각의 장치가 필요하였다.
본 발명은 하나의 장치구성을 통하여 3가지 각기 다른 성질의 물을 제조 할 수 있도록 하기 위한 장치의 구성을 통하여 살균을 위한 전용살균 장치를 따로 부착하지 않고, 음용수(정수 및 알카리수)와 살균수를 하나의 장치에 의하여 제조할 수 있도록 하므로서 간편하게 사용할 수 있도록 한 정수 및 살균수 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 공정 유체 흐름도.
도 2는 본 발명의 정수제조공정 유체 흐름도.
도 3은 본 발명의 알칼리수 제조공정 유체 흐름도.
도 4는 본 발명의 살균수 제조 공정 유체 흐름도.
도 5는 본 발명의 전해조내부의 유체흐름 및 내부구성도.
도 6은 본 발명의 스페이서(Spacer) 구성도.
도 7은 본 발명의 소금물 저장용기 및 저장조의 분리사시도.
도 8은 본 발명 소금물 공급부의 작동상태 단면도.
도 9는 살균수 및 알칼리수 제조원리도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
111: 1차필터(Filter) 112: 2차필터
121: 솔레노이드밸브 A 122: 솔레노이드밸브 B
123: 솔레노이드밸브 C 124: 솔레노이드밸브 D
125: 솔레노이드밸브 E 126: 솔레노이드밸브 F
127: 솔레노이드밸브 G
131: 에젝터(Ejector) 132: 소금물 주입유량 조절밸브
200: 전해조 201: 양극
202,204: 스페이서 203: 이온교환막
205: 음극 206: 유체흐름 분산망
207: 스페이서 유입수 입구 208: 스페이서 유입수 출구
210: 직류전원 공급장치
310: 소금물 저장용기 311: 소금물 저장용기 아래덮개
312: 소금물 유출버튼(Button) 313: 유출밸브
314: 소금물 유출버튼 복원용수철
315: 소금물 저장용기 윗덮개 316: 소금 계량컵
320: 소금물 저장조 321: 소금물 유출버튼 지지대
322: 단턱부 323: 소금물 배출부
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 공급수중의 부유물질과 유기질성분 및 미생물들을 제거하기 위한 1차 필터와 2차필터로 구성된 여과장치부와 ; 직류전원 공급장치와 전해셀(CELL)로 구성된 전해장치부와 ; 상기 전해장치부의 전해셀(CELL)에 공급되는 0.05% - 0.2% 농도의 소금물을 공급하기 위한 고농도 소금물 저장조와 소금물주입장치로 된 소금물공급부와 ; 배출되는 처리수를 다수의 개별관로로 배출하도록 하며 이를 각각 제어하도록 밸브D와 밸브E와 밸브F와 밸브G를 구비한 배출부로 구성되어 단일장치 모듈을 이용하여 살균력을 갖는 살균수와 음료용 알칼리수 및 정수기능을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 공정유체 흐름을 도시한 전체 구성도로서 공급수중의 부유물질과 유기질 및 잔류염소성분을 제거하기 위한 1차필터(111), 2차 필터(112)로 구성된 여과장치부와; 소금물 주입을 위한 에젝터(131)와 소금물 주입유량을 조절하기 위한 소금물 주입유량조절밸브(132), 소금물저장용기(310), 소금물 수위조절을 위한 소금물 저장조(320)로 구성된 소금물 공급부와; 직류전원공급장치(210)와 전해조(200), 전해조 내부에 양극(201)과 음극(205), 전해이온 분리이송을 위한 이온교환막(203), 양극과 이온교환막 사이를 구분하기 위한 스페이서(202), 음극과 이온교환막 사이를 구분하기 위한 스페이서(204)로 구성된 전해장치부와; 상기 구성부의 유체흐름 및 배출수를 조절하기 위한 솔레노이드 밸브A(121), 밸브B(122), 밸브C(123), 밸브D(124), 밸브E(125), 밸브F(126), 밸브G(127)로 구성된 유체흐름 조절부로 구성된 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명 실시예 장치의 작동상태를 살펴본다.
도 2는 본 발명의 정수제조공정 유체흐름도로서 밸브B,E,F,G(122),(125),(126),(127)가 닫힌 상태이고 밸브A,C,D(121)(123)(124)는 열린 상태이다.
이와 같은 상태에서 공급되는 수도수는 1차 필터(111), 2차 필터(112) 및 밸브A(121)와 전해조(200)를 통과하면서 여과 및 정수된다.
이때 전해조(200)에는 직류전원 공급장치(210)에 의하여 5 - 10V의 직류전원을 공급하여 양극측에서 생성된 약산성의 물과 음극측에서 형성된 약 알칼리수를 밸브C(123)를 열어주어 혼합함으로서 다시 중성의 음용수를 생성한다.
상기 전해조(200)에 5 - 10V의 직류전원을 공급함으로서 얻을 수 있는 장점은 인가된 직류전원에 의한 살균효과를 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 알칼리수 제조공정 유체흐름도로서 밸브B,C,E,F(122),(123), (125),(126)는 닫힌 상태이고 밸브A,D,G(121),(124),(127)는 열린 상태이다.
정수공정과 동일하게 5 - 10V의 직류전원을 공급하며 양극측에서 생성된 약 산성의 물은 배출하고 음극측에서 형성된 pH 9이하의 약 알칼리성의 음용수를 생산한다.
도 4는 본 발명의 살균수 제조공정 유체흐름도로서 밸브C,D,G(123),(124),(127)는 닫힌 상태이고, 밸브A,B,E,F(121),(122),(125),(126)는 열린 상태이다.
이때 10% - 20%의 고농도 소금물을 소금물 주입유량 조절밸브(132)를 통하여 주입유량을 조절한다.
전해조에는 10 - 50V의 직류전원을 공급하며 양극측에서 생성되는 강한 살균력을 갖는 강산성수는 살균수로서 사용되며, 음극측에서 생성되는 강알칼리수는 밸브F(126)를 통하여 배출된다.
도 5는 본 발명의 전해조(200) 내부의 유체흐름 및 내부구성도로서 양극(201), 양극과 이온교환막을 분리하기 위한 스페이서(Spacer: 202), 이온교환막(203), 음극과 이온교환막을 분리하기 위한 스페이서(Spacer: 204), 음극(205)의 구성단위로 되어 있으며 이러한 구성단위가 단일 또는 복수의 구성으로 이루어져 있다.
도 6은 본 발명에서 이온교환막과 양극 및 음극사이를 분리하기 위해 사용한 스페이서의 구성도로서 상기 스페이서(202)(204)는 유입된 유체의 고른 분산을 위한 유체흐름 분산망(206), 유입수입구(207), 유입수출구(208)가 일체로 된 구조로 형성되어 있다.
도 7은 본 발명에서 소금물공급부에 사용된 소금물 저장용기(310) 및 저장조(320)의 구성을 도시한 분리사시도이다.
상기 소금물 저장용기(310)는 개폐가능한 아래덮개(311)와 상기 아래덮개의 중앙부에 소정의 하중을 받았을 때 소금물이 유출될 수 있도록 유출밸브(313)를 개방하는 유출버튼(Button : 312), 가해진 하중을 제거했을 때 즉, 상기 소금물 저장용기(310)를 들어 올렸을 경우 상기 유출밸브(313)를 막아 주도록 유출버튼(312)이 복원되도록 하는 용수철(314)과 소금물을 제조하기 위한 소금계량컵(316)이 장착되어 일체로 된 윗덮개(315)로 구성되어 있다.
상기 소금물 저장용기(310)가 삽입 설치되는 소금물 저장조(320)는 하중을 받았을 때 저장용기(310)의 유출버튼(312)을 눌러줄 수 있도록 중앙에 돌출된 유출버튼 지지대(321)와 저장용기(310)의 몸체가 삽입되어 걸릴 수 있도록 내부에 단턱부(322)가 구비되어 있고, 일측에는 상기 저장조(320)로부터 소금물을 배출할 수 있도록 하는 소금물 배출부(323)로 구성되어 있다.
도 8은 본 발명 소금물 공급부의 소금물 저장용기(310)가 소금물 저장조(320)에 삽입 설치되어 작동되는 상태를 도시한 작동상태 단면도로서 소금물 저장조(320)의 유출버튼지지대(321)에 의하여 저장용기(310)의 유출버튼(312)이 눌려져 유출밸브(313)가 개방된 상태로서 저장조(320) 내의 일정 수위를 유지하면서 소금물을 공급하게 된다.
즉 소금물 저장용기(310)의 상부가 윗덮개(315)에 의하여 밀폐된 상태에서 소금물 저장조(320)내의 수위가 낮아지면 유출버튼(312)부의 유출밸브(313)를 통하여 공기가 주입되면서 소정량씩 소금물이 배출되고, 다시 수위가 올라가 아래덮개(311)부가 잠기게 되면 더 이상의 공기유입이 차단되어 소금물의 배출이 정지되어 결과적으로 저장조(320)내의 수위를 일정하게 유지시키며 소금물을 공급할 수 있도록 하는 것이다.
도 9는 살균수 및 알칼리수 제조원리를 도시한 것으로서 양극(201)과 음극(205) 사이에 이온교환막(203)이 설치된 상태로서 직류전원 공급장치(210)에 의해 전원을 공급하면서 소금물이 0.05% - 0.2% 함유된 유체를 통과시킨다.
이때 양극측에서의 반응은
H2O → H++ OH-
4OH-- 4e-→ 2H2O + O2
H2O + O2- 2e-→ O3↑ + 2H+
2Cl-- 2e-→ 2Cl → Cl2↑
Cl2+ H2O → HOCl + H++ Cl-
또한 음극에서의 반응은
2H2O + 2e-→ 2OH-+ H2↑
와 같다.
이와 같은 본 발명에 의하면
첫째 ; 하나의 몸체내에 3가지 기능을 할 수 있는 장치를 함께 조립하여 장치가 간단하면서도 효율적으로 이용될 수 있다.
둘째 ; 살균수 제조를 위한 소금물 주입장치를 에젝터를 사용하여 주입하도록 하므로서 장치비용을 절감할 수 있다.
셋째 ; 소금물 저장용기와 저장조를 사용하여 소금물 저장용기의 수위에 따른 소금물 주입유량의 변화를 최소화 할 수 있다.
넷째 ; 소금물 저장용기의 윗덮개에 소금계량컵을 일체화함으로서 소금계량을 보다 쉽게 하고 컵분실의 가능성을 줄일 수 있다.
다섯째 ; 전해조의 스페이서(Spacer)의 상단부와 하단부에 유체흐름 분산망을 설치하여 유체가 전극과 이온교환막의 전체부위에 고르게 퍼져 흐르게 함으로서 면적이용 효율을 최대화하였다.
여섯째 ; 동일한 전해조와 직류전원 공급장치로부터 10 - 20V의 직류전원을 공급하여 살균수를 만들고 5 - 10V의 직류전원을 공급하여 정수 및 알칼리수를 만들 수 있도록 하여 장치비용을 절감하였다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 하나의 장치구성을 통하여 3가지 각기 다른 성질의 물을 제조 할 수 있도록 하므로서 별도의 살균을 위한 전용살균 장치를 부착하지 않고 음용수(정수 및 알카리수)와 살균수를 제조할 수 있도록 한 매우 유용한 기술인 것이다.

Claims (6)

  1. 공급수중의 부유물질과 유기질 및 잔류염소 성분을 제거하기 위한 1차 필터(111), 2차필터(112)로 구성된 여과장치부와;
    소금물 주입을 위한 에젝터(131)와 소금물 주입유량을 조절하기 위한 소금물 주입유량 조절밸브(132), 소금물 저장용기(310), 소금물 수위조절을 위한 소금물 저장조(320)로 구성된 소금물 공급부와;
    직류전원 공급장치(210)와 전해조(200), 전해조 내부에 양극(201)과 음극(205), 전해이온 분리이송을 위한 이온교환막(203), 양극과 이온교환막 사이를 구분하기 위한 스페이서(202), 음극과 이온교환막 사이를 구분하기 위한 스페이서(204)로 구성된 전해장치부와;
    상기 각 구성부의 유체흐름 및 배출수를 조절하기 위한 솔레노이드 밸브A,B,C,D,E,F,G(121),(122),(123),(124),(125),(126),(127)로 구성된 유체흐름 조절부로 구성되어 단일장치모듈을 이용하여 세균을 살균하는 살균수와 음료용 알칼리수 및 음료용 정수기능을 가지는 것을 특징으로 하는 정수 및 살균수 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소금물 공급부는
    0.05% - 0.2%의 묽은 소금물을 만들기 위해 비교적 고농도의 소금물을 저장하는 소금물 저장용기(104), 소금물 수위조절을 위한 소금물 저장조(310)와 소금물 주입유량을 조절하기 위한 소금물 주입유량 조절밸브(132), 소금물을 관로상에 주입하도록 하는 에젝터(131)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정수 및 살균수 제조장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소금물 공급부는
    개폐 가능한 아래덮개(311)와 일정하중을 받았을 때 소금물이 유출될 수 있도록 유출밸브(313)를 개방하는 버튼(Button : 312), 가해진 하중을 제거했을 때 버튼이 복원될 수 있도록 하는 용수철(314)과 소금물을 제조하기 위한 소금계량컵(316)이 장착되어 일체로 된 윗덮개(315)를 구비한 소금물 저장용기(310)와;
    상기 소금물 저장용기(310)가 삽입 설치되며, 하중에 의해 저장용기(310)의 유출버튼(312)을 눌러줄 수 있도록 중앙에 돌출된 유출버튼 지지대(321)와, 저장용기(310)의 몸체가 삽입되어 걸릴 수 있도록 한 단턱부(322)와, 일측에는 소금물을 배출할 수 있도록 하는 소금물 배출부(323)를 구비한 소금물 저장조(320)로 구성됨을 특징으로 하는 정수 및 살균수 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해장치부는
    직류전원 공급장치(210)와 전해조(200), 전해조내부에 양극(201)과 음극(205), 전해이온 분리이송을 위한 이온교환막(203), 양극과 이온교환막 사이를 구분하기 위한 스페이서(202), 음극과 이온교환막 사이를 구분하기 위한 스페이서(204)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정수 및 살균수 제조장치.
  5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 스페이서(202)(204)는
    유입된 유체의 고른 분산을 위한 유체흐름 분산망(206)과 유입수입구(207), 유입수출구(208)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정수 및 살균수 제조장치.
  6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서
    상기 전해장치부는
    직류전원 공급장치(210)를 통하여 5 - 10V의 직류전압을 공급하여 음료용 정수 와 알카리수 및 살균수를 제조하는 것을 특징으로 하는 정수 및 살균수 제조장치.
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