KR20110024709A

KR20110024709A - 활성 라디칼 발생장치를 구비한 정수 꼭지 살균장치

Info

Publication number: KR20110024709A
Application number: KR1020090082825A
Authority: KR
Inventors: 박정일
Original assignee: 박정일
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-03-09

Abstract

본 발명은 정수기 꼭지 살균에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정수기 꼭지와 연결된 관에 살균수를 흘려보내 외부에 노출되어 오염이 될 수 있는 정수기 꼭지를 살균 처리하는 활성 라디칼 발생장치를 구비한 정수기 꼭지 살균에 관한 것이다.

본 발명에 의한 정수기에 있어서, 정수기의 물을 살균수로 변화시키는 반응조(200)와 이 반응조(200)에 연결되어 살균수를 정수기 꼭지(100)로 보내는 내부 관으로 구성되고 이는 별도의 펌프를 이용하여 구성된다.

상기 반응조(200)에 아래 바닥에 설치되고, 일정 간격 이격되는 적어도 한 쌍의 전극(311,312)과, 상기 한 쌍의 전극(311,312)에 전원을 인가하는 전원연결부(350)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 활성 라디칼 발생장치(310)에 있어서, 상기 한 쌍의 전극의 성분은 카본, 티타늄나이트라이드(질화티타늄), 세라믹, 탄탈럼, 니켈, 주석, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 스테인레스강 또는 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것이다.

본 발명에 의한 활성 라디칼 발생장치(310)를 구비한 정수기는 전극(311,312)을 새로운 재질과 형상으로 구성함으로써 활성 라디칼 발생장치(310)에서 발생된 살균수를 사용하는 정수기 내부 관과 꼭지를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 정수기는, 정수기 꼭지와 내부 관의 세척 및 살균이 별도의 장비없이 가능한 것이 장점이다

라디칼, 전기분해, 정수기 꼭지, 살균

Description

활성 라디칼 발생장치를 구비한 정수 꼭지 살균장치 {Sterilizing Device for water purifier cock using active radical generator}

정수기는 물리적, 화학적, 생물학적 과정 또는 이러한 과정을 결합, 작용시켜 물 속에 있는 건강에 해로운 물질과 심미적 영향물질을 감소시킴으로써 수질을 개선하는 기구를 말한다.

수질 개선을 위해서 정수기에 필터를 설치하는데 정수기술에 따라 전처리필터, 세라믹필터, 한외여과막필터, 역삼투막필터, 활성탄, 양이온교환수지, 음이온교환수지, UV램프 등이 있다.

하지만 모두 이는 물을 정수하는데 사용되는 필터이다. 나아가 일반 공기중에 노출이 되 오염원에 쉽게 노출이 되는 정수기 꼭지를 살균하는 기술은 현재 그 필요성에 반하여 충분하지 못한 상태이다.

물은 인체의 70% 이상을 차지할 정도로 중요하며, 곧 생명이라 해도 과언이 아닐 것이다. 하지만, 우리는 일상 속에서 물의 중요성을 크게 인식하지 못하고 생활하고 있으며, 인류의 문명과 함께 진행된 환경오염으로 인하여 우리가 안심하고 마실 수 있는 물은 더욱 더 줄어들고 있는 실정이다.

나아가, 맑음 물을 먹고 싶어하는 사용자의 욕구에 부흥하여 현재 많은 정수기가 우리 식생활에 파고 들어 왔으며, 학교 등 일반 공공 장소에도 설치가 늘어 가는 추세이다. 이러한 정수기의 증가와 필요성을 고려한다면 앞으로 더 많은 정수기가 우리 생활에 보급될 것은 자명하다.

정수기는 그 형태에 따라서 자연여과식, 수도꼭지부착형, 카운터탑형, 포트형, 언더씽크형, 냉온형으로 분류하고 있으며, 정수기술엔 끓이기, 전처리필터, 세라믹필터, 한외여과막필터, 역삼투막필터, 활성탄, 양이온교환수지, 음이온교환수지, UV램프 등이 있다. 끓이기는 가장 널리 사용하는 방법으로 장시간 끓일 경우 세균, 바이러스를 살균하나 그 이외의 오염물질 제거에는 효과가 없고 불편한 면이 있다.

현재까지 늘어나는 정수기 판매 시장의 규모에 비하여, 올바른 정수기 사용법에 대해 알려진 것은 없으며, 오히려 정수기 관리 업체의 무관심과 횡포 속에 우리의 먹는 물 관리가 제대로 이루어 지지 않고 있다.

이런 사후 관리 측면에서 더욱 중요한 것은 정수기 내의 위생 상태일 것이다. 정수기 꼭지를 비롯한 내부의 관들이 외부에 노출이 되면서 오염원에 노출이 되어 심각한 위생상의 문제를 일으킬 수 있기 때문이다. 이런 문제점이 정수기의 보급으로 점점 더 우리의 주목을 끌게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 단점을 해결, 보완하기 위하여 제안한 것으로,

본 발명에선 정수기의 꼭지를 살균하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 정수기 꼭지와 연결된 관을 살균수와 접촉시켜 외부에 노출되어 오염이 될 수 있는 정수기 꼭지를 살균 처리하는 활성 라디칼 발생장치를 구비한 정수기를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 살균수로 내부 관과 정수기 꼭지를 살균하는 기능을 구비하는 정수기에 있어서,

수처리 공정이 진행되는 반응조(210)와 상기 반응조(210)내에 삽입되고, 일정 간격을 유지하고 상부 전극(311)과 하부 전극(312)을 포함하는 적어도 한 쌍의 전극과 상기 한 쌍의 전극에 전원을 인가하는 전원연결부(350)를 포함하며

상기 한 쌍의 전극의 성분은 카본, 티타늄나이트라이드(질화티타늄), 세라믹, 탄탈럼, 니켈, 주석, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 스테인레스강 또는 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것일 수 있다.

상기 전극 표면의 일부 또는 전체에 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층의 성분은 백금화합물, 이리듐화합물, 주석화합물, 티타늄화합물, 팔라듐화합물, 탄탈륨화합물, 로듐화합물, 루테늄화합물 또는 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 정수기는, 정수기 내부 관과 꼭지의 살균이 가능하므로 꼭지의 오염 우려 없이 안심하고 사용할 수 있고, 활성 라디칼 발생장치만 교환함으로 써 유지 보수가 가능하다는 장점이 있다.

본 발명에 의하면 정수기의 반응조(210)와 내부 관 및 꼭지에서 발생할 수 있는 세균과 미생물을 효과적으로 억제할 수 있으며, 메쉬형 전극을 사용하면 기존 모양의 전극을 사용하였을 때보다 전극 표면적이 확대되어, 반응조(210) 내에서 더 많은 양의 살균수가 만들어 질 수 있다. 따라서 살균 기능이 더욱 향상되는 효과가 있다.

이하에서는 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 살균수로 내부 관과 정수기 꼭지를 살균하는 기능을 구비하는 정수기의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 정수기의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 활성 라디칼 발생장치를 구비한 정수기의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다. 도 3은 본 발명의 구체적인 실시예를 구성하는 한 쌍의 전극을 나타내는 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 정수기는 급수구(211)를 통해 정수된 물이 유입되어 출수관(212)을 통해 유출되도록 구성되는 반응조(210)와, 반응조(210)에서 만들어진 살균수를 내부 관과 정수기 꼭지까지 보내주는 펌프(500), 그리고 수처리 공정이 진행되는 반응조(210)와 상기 반응조(210)내에 삽입되고, 일정 간격을 유지하고 상부 전극(311)과 하부 전극(312)을 포함하는 적어도 한 쌍의 전극과 상기 한 쌍의 전극에 전원을 인가하는 전원연결부(350)를 포함하며

상기 한 쌍의 전극의 성분은 카본, 티타늄나이트라이드(질화티타늄), 세라믹, 탄탈럼, 니켈, 주석, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 스테인레스강 또는 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.

반응조(210)에 장착된 활성 라디칼 발생장치(310)는 전기분해 방식을 이용하여 물 내에 함유된 세균이나 오염물질을 살균하도록 구성된다. 전기분해 반응이 진행되면, 물에 함유되어있는 세균 및 미생물이 직접 산화되는 반응과 아울러 염소, 오존, OH 라디칼, 산소 라디칼 등의 다양한 활성 라디칼이 생성되어 간접산화 및 살균되는 반응이 동시에 이루어지고, 이에 따라 정수기 꼭지(100)를 살균하므로 오염의 우려가 없어진다.

상기 반응조(210)는 일반 물을 살균수로 변화시키는 수처리 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 상기 반응조(210)은 한 쌍 이상의 전극(311,312)을 포함하여 구성됨으로써 전기분해반응이 일어나도록 한다. 상기 전기분해반응은 직류전류가 상기 한 쌍의 전극(311,312)에 공급됨으로써 발생한다.

상기 직류전류는 전원연결부(350)에 의해 전원공급부(400)에서 공급된다. 본 발명의 구체적인 실시 예에 의한 활성 라디칼 발생장치에서는, 상기 전원공급부(400)에 의해 직류전류가 공급되는 것으로 설명하였으나, 상기 전원공급부(400)에 의해 공급되는 전원은 반드시 직류전압으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 전원공급부(400)는 직류전압뿐만 아니라 펄스(pulse)전압, 구형파(Square wave) 펄스전압, 또는 시분제어(Squence control)되는 펄스전압, 교번되는 펄스전압을 상기 전극(311,312)에 공급함으로써 전기분해반응이 일어나도록 할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전원연결부(350)를 통해 전원공급부(400)로부터 전원을 공급받는 한 쌍의 전극(311,312)은 두께가 상대적으로 얇은 정사각형 형상의 판상으로 구성된다. 상기 한 쌍의 전극(311,312)은 양극 전극(311) 및 음극 전극(312)으로 구성되고, 상기 양극 전극(311) 및 음극 전극(312)의 형상은 서로 마주보는 면이 대칭이 되도록 형성된다. 상기 양극 전극(311) 및 음극 전극(312)에는 다수 개의 홀(315)이 일정한 간격으로 형성된다. 상기 다수 개의 홀(315)은 상기 반응조(210)의 내부로 유입된 물이 순환하기 위한 통로의 역할을 함으로써, 전기분해반응의 효과를 향상시킨다. 본 발명의 구체적인 실시예에서는 전극(311,312)이 다수 개의 홀이 형성된 평판형인 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 전극(311,312)은 다수 개의 홀이 형성된 그물(mesh)형 또는 원통형으로 형성될 수 있다.

상기 한 쌍의 전극(311,312)은 0.9 내지 1.1㎜의 간격으로 형성된다. 상기 전극(311,312) 사이의 간격은 지지부재(317)에 의해 유지된다. 그리고 상기 지지부재(317)는 상기 한 쌍의 전극(311,312)과 일체로 반응조(210)에 삽입하여 안착된다.

상기 전극(311,312)의 표면에는 일부 또는 전체에 코팅층이 형성된다. 상기 코팅층은 백금화합물, 이리듐화합물, 주석화합물, 티타늄화합물, 팔라듐화합물, 탄탈륨화합물, 로듐화합물, 루테늄화합물 또는 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 성분으로 형성된다. 이때, 상기 코팅층의 두께는 마모 발생을 방지하고, 전극 표면의 방울에 의한 코팅층의 탈착현상을 방지하기 위해 5㎛ 이내로 형성된다.

상기 전원공급부(400)는 제어보드에 의해 구동된다. 그리고 상기 전원공급부(400)를 별도로 구동시키기 위한 제어패드 또는 작동버튼을 구비한다. 또한, 상기 전극(311,312)의 침식 문제를 해결하기 위하여 상기 제어보드를 통해 전류의 방향을 번갈아 가며 구동되도록 할 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시예에서는 한 쌍의 전극(311,312)이 구비되는 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 설계조건 및 수처리 공정의 필요에 따라 한 쌍 이상의 전극으로 구성될 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시예에 의한 활성 라디칼 발생장치의 작용은 거품구조이론(Bubble Mechanism)으로 설명된다.

먼저, 상기 전원공급부(400)로부터 공급된 DC전압 Vd는 한 쌍의 전극(311,312)에 인가된다. 즉, 상기 전원공급부(400)는 음극 전극(312)에 캐소드 전원을 인가하고, 양극 전극(311)에 애노드 전원을 인가한다. 이때, 상기 양극 전극(311) 및 음극 전극(312)은 서로 d (㎜)의 간격으로 이격된 상태로 물 속에 잠긴 상태이고, 상기 전원공급부(400)에 의해 전압 Vd가 가해지면 전기장이 형성된다.

그리고 형성된 전기장이 애벌런치(Avalanche) 매커니즘의 임계치를 넘으면, 전극점에 이온화된 불순물, 전해 분해되어 이온화된 OH^- 등이 음극 전극(312)의 셀 영역에 핵심 생성 부위를 형성한다.

다음으로, 극히 높은 전기장 영역이 국부적으로 형성되고, 이것이 국부 가열을 유발하여 물 분자가 증발하면서 미세 거품이 형성된다. 상기 미세 거품은 음극 전극(312)으로부터 양극 전극(311)의 방향으로 확대되면서 상기 두 전극(311,312) 사이에 전기의 전도 경로가 형성된다.

이어서, 상기 두 전극(311,312) 사이에 형성된 전기의 전도 경로에 의해 물 분자가 분해되어 O^-, OH^-, O₃ ^-HOCl, H₂O₂ 등 살균제 및 산화제가 생성된다.

수중에 존재하는 미생물은 생성된 산화체에 의하여 불활성화되거나 제거된다. 즉, 박테리아는 전기적 흡착(electrosorption)에 의해 제거되고, 기타 미생물은 e^-과의 반응에 의한 직접적인 전기분해반응으로 제거된다.

이러한 반응에 의해, 반응조(210)내의 미생물과 세균의 발생을 억제 및 제거가 가능하고, 이러한 기능을 가진 살균수를 펌프(500)을 통해 정수기 꼭지와 꼭지에 이르는 모든 내부관도 이 살균수와 접촉을 하게되므로 미생물과 세균의 발생을 억제 및 제거하는 효과를 보게 된다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 정수기의 블록도.

도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 활성 라디칼 발생장치를 구비한 정수 꼭지 살균장치의 평면도.

도 3은 본 발명의 구체적인 실시예를 구성하는 한 쌍의 전극을 나타내는 평면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 정수기 꼭지 110: 냉수통

120: 온수통

200: 반응조

211: 급수구 212: 출수관

220: 내부관 230: 세정노즐

310: 활성 라디칼 발생장치

311: 상부 전극 312: 하부 전극

313: 전극 볼트

315: 홀 317: 지지부재

350: 전원연결부

400: 전원공급부 410: 전원제어부

500: 펌프

Claims

수처리 공정이 진행되는 반응조(210)와

상기 반응조(210)내에 삽입되고, 일정 간격을 유지하고 양극과 음극을 포함하는 적어도 한 쌍의 전극과

상기 한쌍의 전극에 전원을 인가하는 전원연결부(350)를 포함한 전원공급부(400)로 구성됨을 특징으로 하는 활성 라디칼 발생장치를 구비한 정수기에 있어서

상기 한 쌍의 전극의 성분은 카본, 티타늄나이트라이드(질화티타늄), 세라믹, 탄탈럼, 니켈, 주석, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 스테인레스강 또는 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 활성 라디칼 발생장치를 구비한 정수 꼭지 살균장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전극 표면의 일부 또는 전체에 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층의 성분은 백금화합물, 이리듐화합물, 주석화합물, 티타늄화합물, 팔라듐화합물, 탄탈륨화합물, 로듐화합물, 루테늄화합물 또는 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 활성 라디칼 발생장치를 구비한 정수 꼭지 살균장치.
제 1 항에 있어서

상기 전극의 코팅층의 두께는 1 내지 5㎛의 범위이고, 상기 한 쌍의 전극의 간격은 0.9 내지 1.1㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 활성 라디칼 발생장치를 구비한 정수 꼭지 살균장치.
제1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서

상기 전원공급부는 직류 전압을 교번하여 상기 한 쌍의 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 활성 라디칼 발생장치 구비한 정수 꼭지 살균장치.