KR20160137618A

KR20160137618A - 음용수 전해 제조장치

Info

Publication number: KR20160137618A
Application number: KR1020167029816A
Authority: KR
Inventors: 즈방 쇼우
Original assignee: 다렌 사앙디 이노베이티브 테크놀로지 리서치 인스티튜트 컴퍼니 리미티드.
Priority date: 2014-04-12
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2016-11-30
Also published as: JP2017516653A; US20170129790A1; JP6329319B2; WO2015154713A1; US10294128B2; CN103936109B; KR101943178B1; CN103936109A

Abstract

음용수 전해 제조장치는 물 전기분해 장치 기술분야에 속한다. 상기 장치는 물저장용기(1), 물저장용기(1) 내에 설치되는 적어도 한 쌍의 캐소드(2)와 애노드(3), 캐소드(2)와 애노드(3)에 전기를 공급하기 위한 전해 전원(4)을 포함하며; 쌍을 이루는 캐소드(2)와 애노드(3) 사이에 투수성 격막(5)이 설치되고, 투수성 격막(5)은 애노드(3)에 피복되며, 투수성 격막(5)과 캐소드(2)의 간격 δ 범위는 0≤δ≤10 밀리미터이다. 상기 장치는 물을 전기분해 시 산화 환원 전위가 낮고 수소가 풍부하게 함유되어 있으면서 일정 정도의 살균 능력을 구비한 음용에 적합한 물을 제조할 수 있다.

Description

음용수 전해 제조장치{DEVICE FOR PREPARING DRINKING WATER BY ELECTROLYSIS}

본 발명은 물 전해장치에 관한 것으로서, 물 전기분해 장치 기술분야에 속한다.

현재, 일상용수 특히 생활용수는 오염 문제가 갈수록 심각해지고 있다. 기존에 매질로 흡착하거나 또는 각종 공경의 여과막을 이용하여 수중의 유해물질을 차단하고 여과하여 제거하는 물리적인 방식의 처리 공정이 있으나, 흡착 재료는 매우 쉽게 포화되어 효력을 상실할 수 있고, 각종 여과막은 또한 세균에 오염되거나 또는 유기물에 의해 막히거나 파손되기가 매우 쉬워, 실제의 경우 이론 설계에서 기대하는 수질 정화 효과를 결코 얻을 수 없고, 심지어 세균의 기준초과 문제조차 해결하기 어렵다. 다른 한편으로는, 사회가 발전하고 생활수준이 향상됨에 따라 일상용수의 건강지표에 대한 요구가 더욱 높아지고 있다. 예를 들어, 음용수 중 수소를 풍부하게 함유하고, 산화 환원 전위를 낮춤으로써, 인체 체내에서 '만병의 근원'이라고 칭하는 산소 래디컬을 제거하여 건강하게 장수하길 기대한다. 현재 상대적으로 상기 일상용수의 종합적인 요구를 만족시킬 수 있는 것은 전기화학 수처리 기술이다.

전기화학 수처리는 물의 전기분해 반응 전문과정을 통해, 산화 환원 전위가 낮고 수소가 풍부하게 함유된 유익한 건강수를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 이와 동시에 애노드 반응 등의 과정을 통해, 수중에 강산화 인자를 생성하여, 세균 박멸과 수중의 각종 오염물을 분해할 수 있다. 예를 들어 중국 특허 1(출원번호 201010120654.X)의 알칼리성 환원수 무격막 전해장치 및, 중국특허 2(출원번호 201010525481.X)의 환원수 무격막 전해장치가 이미 공시된 바, 이들은 주로 수소수 제조를 목적으로 하고, 일정 정도의 살균 정화 작용을 겸비한다(주로 애노드를 통한 직접 산화 및 활성탄 흡착). 그러나 중국 특허 1은 전해 효율이 비교적 낮을 뿐만 아니라, 알칼리성이 기준을 초과하기 쉽다. 중국 특허 2는 전자의 단점을 겨냥하여, 캐소드, 애노드 두 전극 간의 거리 δ 범위를 감소시켜 5m≥δ>0으로 한정하였다. 그러나 캐소드, 애노드 두 전극 간의 거리 δ범위가 너무 작고, 또한 활성탄 애노드 표면이 파손되고 박리될 경우 초래되는 캐소드, 애노드 간의 단락을 피할 수 없다. 따라서 상기 특허는 실제 응용에서 δ 범위를 1mm 이하로 감소시키기 어렵다. 결론적으로 상기 두 특허는 물 제조 효율 및 수질 정화 능력이 모두 부족하여 개선이 필요하다.

또한, 일상적인 물 음용의 상황 및 장치가 다르고, 물의 오염 정도 역시 다르므로, 기왕 건강한 물을 제조할 바에는, 정화 살균으로 음용수의 안전을 보장해야 하고, 과도한 소독으로 인한 물의 생물성 지표가 나빠지는 것 역시 방지해야 한다. 그러나 지금까지 물의 건강 지표를 개선하는 동시에 구체적인 물 음용의 상황에 맞게 물의 살균 정화 능력을 적당히 조절할 수 있는 수처리장치는 아직 없다.

상기 배경 기술의 설명을 통해 알 수 있듯이, 종래의 물 정화처리 기술은 일상 음용수의 안전을 보장할 수 없고; 종래의 물 전해 처리 기술은 일상적인 음용수의 단일한 요구만 해결할 수 있으며, 현재 아직까지는 일상 음용수의 안전과 건강에 대한 요구를 동시에 만족시킬 수 있는 물 전기분해 장치가 없다. 구체적으로, 현재까지 산화 환원 전위가 낮고 수소를 풍부히 함유한 물을 고효율로 제조함과 동시에, 산화 인자의 생성량을 효과적으로 조절 및 제어하여 일상 음용수의 안전과 건강에 대한 사람들의 각기 다른 요구에 따라 일정 정도의 살균 능력을 구비하여 음용에 적합한 물을 제조할 수 있는 물 전기분해 장치가 없다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술 문제는 전기 분해를 통해 산화 환원 전위가 낮고 수소를 풍부히 함유하면서 일정 정도의 살균 능력을 구비한 음용에 적합한 물을 제조하는 장치를 제공하고자 하는데 있다.

상기 기술문제를 해결하기 위하여, 본 발명 출원이 공개하는 기술방안은 다음과 같다. 음용수 전해 제조장치는 물저장용기, 물저장용기 내에 설치되는 적어도 한 쌍의 캐소드 및 애노드, 캐소드와 애노드에 전기를 공급하기 위한 전해 전원을 포함하며, 쌍을 이루는 캐소드와 애노드 사이에 투수성 격막이 설치되고, 상기 투수성 격막은 애노드에 피복되며, 상기 투수성 격막과 캐소드의 간격 δ 범위는 0≤δ≤10mm이다.

상기 기술 방안 중 상기 투수성 격막은 투수막 또는 투수성 분리막이라고도 칭하며, 물분자를 투과시킬 수 있는 격막으로서, 그 투수 공경은 밀리미터급에서 나노미터급까지이고, 일상 수처리에 사용되는 각종 여과막, 예를 들어 한외여과막(UF), 나노여과막(NF) 및 미세여과막(MF) 등을 포함한다.

상기 기술 방안 중 상기 투수성 격막은 애노드에 피복되며, 이는 투수성 격막과 애노드 사이가 기본적으로 영간격임을 말한다.

상기 본 발명 출원이 공개하는 기술 방안의 작동 메커니즘은 다음과 같다.

본 발명의 장치 중 상기 투수성 격막은 통상적으로 사용하는 이온막이 아니라, 물 전기분해 분야에서 사용된 적이 없는 일종의 분리막으로서, 본 발명자는 혁신적으로 상기 투수성 격막을 물 전해장치에 도입하여 캐소드, 애노드 사이의 분리막으로 사용하였다.

물의 전기분해에 대한 정상적인 반응은 캐소드가 수소(기체)를 석출하고, 애노드가 산소(기체)를 석출하여, H⁺ 이온은 캐소드 영역을 향하고, OH^- 이온은 애노드 영역을 향하는 것이다. 본 발명의 장치에서는 캐소드, 애노드 사이에 투수성 격막을 설치하여, 전해조를 캐소드 챔버와 애노드 챔버 두 반응 공간으로 분할하였다.

1) 투수성 격막과 캐소드의 간격 δ은 0보다 크며, 즉 캐소드 챔버의 용적이 0보다 커서 캐소드의 수소 석출 반응이 정상적으로 진행되어 수소기체가 생성되고, 캐소드 챔버, 나아가 전체 용기의 물의 산화 환원 전위가 하강한다.

H⁺+e^-→H H + H→H₂↑ H+e^-→H^-

2) 애노드 챔버의 산소 석출 반응

① 수중으로부터 애노드 표면으로 이동된 액상 전달물질이 흡착된다.

OH^-(물)→OH^-(애노드 표면)

② 애노드 표면에 발생되는 반응

OH^-→OH + e^-

OH + OH →O + H₂O

OH + OH^-→O + e^-+ H₂O

O + O →O₂↑

투수성 격막이 애노드에 피복되기 때문에, 애노드 챔버의 용적=0과 같으며, 애노드의 산소 석출 반응은 격막으로 인해 애노드의 피복에 대해 간섭을 받는다. 애노드의 탈흡착 전환 반응으로 생성되는 H₂O 및 애노드에서 석출되는 산소기체는 방출될 곳이 없기 때문에, 투수성 분리막의 투수성 수력 저항을 극복한 후, 격막 중의 무수한 미세공 통로를 통해 캐소드 챔버로 이동할 수밖에 없다.

3) 본 발명의 장치 중, 격막의 무수한 미세공 저수 공간은 캐소드, 애노드의 전해 전류 통로 중 서로 병렬 연결되는 하나하나의 미세한 수력 저항과 동일한 효과를 갖는다. 캐소드와 막 사이는 간격δ이 매우 작기 때문에, 캐소드 챔버의 수력 저항의 압력 하강은 무시해도 좋으며, 외부에서 인가되는 전해 전압은 주로 투수성 격막에 작용하여, 각각의 미세공 중 단위전압 강도가 대단히 높다. 게다가 투수성 격막의 투수 공경이 매우 작아(미크론급 내지 나노급), 캐소드로부터 방출되는 고에너지 전자가 미세공에 밀집되며, 하나의 큰 방전 전극(캐소드)을 무수한 소 곡률반경의 전극으로 분해하는 것과 같다. 따라서, 투수성 격막의 미세공에서 물의 전해 환원 반응이 충분히 이루어질 뿐만 아니라, 애노드로부터 격막의 미세공 내로 이동한 O₂가 고에너지 전자의 충격 및 강한 전기장 작용을 받아 산소 기포가 생성되며, 또한 연쇄 반응을 격발시켜 물 자체의 기화를 유발하고, 미세공 내에 연속적으로 안정적인 플라즈마의 방전을 형성하여 다량의 산화 인자를 생성하며, 최종적으로 캐소드 영역을 통해 용기의 수중으로 확산된다.

상기 반응 과정을 종합해보면, 본 발명이 혁신적으로 캐소드, 애노드 사이에 투수성 격막을 설치하여, 상기 투수성 격막을 애노드에 피복하고 투수성 격막과 캐소드의 간격을 제어함으로써 가져올 수 있는 직접적인 효과는 다음과 같다.

1) 본 발명의 장치는 산화 환원 전위가 낮고 수소 함량이 풍부한 유익한 건강수를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 수중에 상당히 많은 강산화 인자가 생성되어, 기타 종래의 수소수 제조 기술에 비해 살균 정화 능력이 대폭 향상된다.

2) 투수성 격막은 통상적으로 매우 얇아(예를 들어 한외여과막의 두께는 0.1mm~0.5mm로 제작할 수 있다), 캐소드와 애노드 사이에 격막을 추가한 후, 캐소드와 애노드 사이의 간격을 기본적으로 격막의 두께 범위와 같게 유지할 수 있으며, 동등한 작동 상태에서의 전해 전압이 매우 낮아, 심지어 3.7V 리튬전지 하나만으로도 2암페어 이상의 작동 전류를 형성할 수 있으며, 이는 종래 기술로는 구현할 수 없는 것이다. 또한 격막에 발생되는 플라즈마 방전 고효율 반응 요소 등은 본 발명 장치의 실제 소비전력을 동급 장치보다 대폭 낮출 수 있고, 탄소 재질의 애노드를 피복 시, 탄소 입자가 박리됨으로 인한 단락을 효과적으로 방지할 수 있다.

3) 격막과 전극의 성상 등을 적당히 선택 및 조정함으로써, 수중의 산화 인자의 생성을 제어하여 상황에 따라 다른 음용수의 요구 조건에 부합되도록 할 수 있다.

본 발명 장치 중, 투수성 격막의 투수 공경 크기는 또한 본 발명 장치의 수처리 효과에 영향을 미친다. 투수 공경이 작으면 애노드가 산소를 석출하는 기화 반응에 대한 억제 효과가 양호할 뿐만 아니라, 투수 공경의 감소는 방전 전극의 곡률반경이 감소하는 것과 같으므로, 플라즈마의 방전에도 유리하다. 그러나 투수 공경이 지나치게 작으면, 애노드가 산소를 석출하는 기화 반응에 대한 억제가 과도하여, 애노드의 산소 석출 전위를 대폭 상승시키는 것과 같으며, 외부에서 인가되는 전해 전압이 불변하는 상황에서, 캐소드와 애노드 사이의 전해 전류가 대폭 하강하게 되어, 오히려 본 발명 장치가 기대하는 각종 반응이 진행될 수 없게 된다. 각기 다른 물 사용 요구를 종합적으로 고려하여, 본 발명 장치는 투수막의 공경 범위를 2mm로부터 1나노미터 사이로 선택하였으며, 일상 생활의 수처리에 상용되는 한외여과막, 나노여과막 및 미세여과막을 포괄한다. 다시 말해, 상기 본 발명의 기술방안의 개선으로서, 상기 투수성 격막의 투수 공경은 2mm보다 작거나 같고 또한 1nm보다 크거나 같다.

상기 본 발명의 기술 방안의 개선 1로서, 상기 투수성 격막은 단층 투수성 격막 또는 다층 투수성 격막이다. 그 중, 단층 투수성 격막은 한외여과막 또는 탄소 재질의 재로로 제조되는 투수성 격막이고; 다층 투수성 격막은 적층 복합하여 형성되는 적어도 2층으로서, 그 중 애노드에 인접한 층의 투수성 격막은 탄소재질의 재료로 제조되는 투수성 격막이다.

상기 본 발명의 기술방안의 개선 1을 통하여, 정상적인 수소 석출 반응을 보장함과 동시에, 수중의 유해물질을 활성탄막에 흡착시켜 산화 분해를 진행할 수 있으며, 또한 수중의 산화물질이 지나치게 많아지지 않도록 억제하여 생물 지표가 열악해지는 것을 방지할 수 있어, '음용'을 목적으로 하는 생활수를 처리하기에 특히 적합하다. 또한, 투수성 격막이 적층 복합되어 형성되는 적어도 2층 이상이고, 또한 그 중 애노드에 인접한 층의 투수성 격막이 전도성과 미크론급의 공경을 갖춘 경우(예를 들어 전도성 세라믹 또는 활성탄 섬유로 제조), 다음과 같은 변화를 더 가져올 수 있다.

1) 양호한 전도성을 지니므로, 그 자체가 발생시키는 전압 하강이 매우 작으며, 따라서 수중의 플라즈마 방전이 여전히 주로 캐소드를 향하는 측의 비전도성이면서 투수 공경이 더욱 작은 투수막(일반적으로 한외여과막을 선택한다)에서 진행될 수 있다.

2) 매질의 다공성으로 인하여, 한편으로는 애노드의 산소 석출 억제를 강화할 수 있고, 다른 한편으로는 원수 중의 오염물을 전도성 세라믹 또는 활성탄소 섬유의 공극 안에 흡착시키고, 애노드의 직접적인 산화와 간접적인 산화 작용을 받아 심도 있게 분해 제거할 수 있다.

3) 수돗물의 잔류염소를 원활하게 흡착하고, 애노드의 작용하에 무해한 염소 이온으로 전환시키므로, 수중의 잔류염소로 인해 독 부산물이 생성될 수 있는 위험이 대폭 저하된다.

상기 본 발명의 기술방안의 개선 2로서, 투수성 격막과 애노드의 구체적인 피복은 애노드의 전체 표면을 피복할 수 있고, 애노드의 일부 표면을 피복할 수도 있으며; 애노드의 일부 표면을 피복할 경우, 애노드의 캐소드와 대향하는 측면(즉 주요 반응면)에 피복하는 것이 바람직하다.

상기 본 발명의 기술방안의 개선 3으로서, 상기 캐소드에 제 1 통공이 개설되며, 상기 제 1 통공의 공경은 1mm보다 크거나 같다. 이러한 개선을 통하여, 캐소드가 충분히 반응을 진행하기에 유리하며, 또한 캐소드와 격막 사이의 영역에 발생되는 수소 기포가 더욱 원활하게 도출될 수 있다.

상기 본 발명의 기술방안의 개선 4로서, 상기 투수성 격막에 제 2 통공이 개설되며, 상기 제 2 통공의 공경은 2mm보다 크다. 투수성 격막에 제2 통공이 개설되면 실질적으로 하나하나의 무격막 전해 소(小) 영역을 발생시키는 것과 같은 효과이거나 또는 통상적인 무격막 전해 반응을 도입한 것에 해당하며, 물의 pH값을 조정하는 등과 같이 본 발명 장치의 수처리 효과를 적당히 변경할 수 있다. 제 2 통공과 투수성 격막의 투수공의 차이는 투수공은 구입한 격막 자체에 원래 있는 것이고, 제 2 통공은 별도로 단독 제작한 것이라는데 있다.

상기 본 발명의 기술방안의 개선 5로서, 상기 전해 전원은 하이레벨의 펄스폭이 좁은 직류 펄스 전원이거나 또는 교번 펄스 전원이며, 교번 펄스 전원의 순방향 전압은 역방향 전압보다 크다.

상기 본 발명의 기술방안의 응용 확장 1로서, 본 발명은 물컵을 제시하며, 상기 물컵은 상기 본 발명의 기술방안을 포함한다.

상기 본 발명의 기술방안의 응용 확장 2로서, 본 발명은 물주전자를 제시하며, 상기 물주전자는 상기 본 발명의 기술방안을 포함한다.

상기 본 발명의 기술방안의 응용 확장 3로서, 본 발명은 음수기를 제시하며, 상기 음수기는 상기 본 발명의 기술방안을 포함한다.

상기 본 발명의 기술방안의 응용 확장 4으로서, 본 발명은 보온병을 제시하며, 상기 보온병은 상기 본 발명의 기술방안을 포함한다.

상기 본 발명의 기술방안의 응용 확장 5로서, 본 발명은 정수기를 제시하며, 상기 정수기는 상기 본 발명의 기술방안을 포함한다.

상기 본 발명의 기술방안의 응용 확장 6로서, 본 발명은 커피포트(water boiler)를 제시하며, 상기 커피포트는 상기 본 발명의 기술방안을 포함한다.

상기 본 발명의 기술방안의 응용 확장 7으로서, 본 발명은 티메이커를 제시하며, 상기 티메이커는 상기 본 발명의 기술방안을 포함한다.

이하 첨부도면을 결합하여 본 발명의 음용수 전해 제조장치에 대해 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 음용수 전해 제조장치의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2의 음용수 전해 제조장치의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3의 음용수 전해 제조장치의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 4의 음용수 전해 제조장치의 구조도이다.
도 5는 도 4 중 A 부분의 국부 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 5의 음용수 전해 제조장치의 구조도이다.
도 7은 도 6 중 B 부분의 국부 확대도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 6의 음용수 전해 제조장치의 구조도이다.
도 9는 도 8 중 C 부분의 국부 확대도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 7의 음용수 전해 제조장치의 구조도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 8의 음용수 전해 제조장치의 구조도이다.
도 12는 도 11 중 D 부분의 국부 확대도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 9의 음용수 전해 제조장치의 구조도이다.
도 14는 도 13 중 E 부분의 국부 확대도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 10의 음용수 전해 제조장치의 구조 및 부재 확대 조합도이다.
도 16은 본 발명의 실시예 11의 음용수 전해 제조장치의 구조 및 부재 확대 조합도이다.

실시예 1

본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 도 1을 참조하면, 물저장용기(1), 물저장용기(1) 내에 설치되는 한 쌍의 캐소드(2)와 애노드(3), 캐소드(2)와 애노드(3)에 전기를 공급하기 위한 전해 전원(4)을 포함하며; 본 실시예의 물저장용기(1)는 개방형 용기이다. 캐소드(2)와 애노드(3) 사이에 투수성 격막(5)이 설치되고, 투수성 격막(5)은 애노드(3)에 피복되며, 투수성 격막(5)과 캐소드(2)의 간격δ은 1mm이다. 본 실시예의 투수성 격막(5)은 평균 투수 공경이 0.03미크론인 단층 PVDF 한외여과막(폴리비닐리덴 디플루오라이드막)을 사용하며, 두께는 0.1mm이다. 물론 본 실시예의 한외여과막은 기타 재질의 한외여과막을 사용할 수도 있으며, 평균 투수 공경이 0.01~0.05미크론 사이이면 모두 가능하다.

본 실시예의 투수성 격막(5)은 애노드(3)의 전체 표면에 피복되며, 즉 전극(3)의 모든 표면을 피복한다.

본 실시예의 캐소드(2)는 티타늄 베이스에 백금 산화물을 코팅하여(코팅층의 두께는 0.8mm) 제조되는 불활성 전극이고, 캐소드(2)는 원형 편상이며; 애노드(3)는 석묵 또는 활성탄 등 탄소 재질의 재료로 제조되고, 장방형 편상이다. 캐소드와 애노드의 표면은 모두 개구되지 않는다.

본 실시예의 전해 전원(4)은 하이레벨의 펄스폭이 좁은 정전압 30볼트의 직류 펄스 전원이며, 교번 펄스 전원을 사용할 수도 있다(단 순방향 전압은 역방향 전압보다 커야 한다).

본 실시예의 캐소드(2)와 애노드(3)가 물저장용기(1) 내의 수중에 평행으로 놓일 때, 캐소드(2)는 애노드(3)의 상방에 위치한다.

본 실시예의 음용수 전해장치를 사용하여 물 전기분해 실험을 실시하였으며, 물저장용기(1)의 용적은 200×80×120mm이고, 원수(source water)는 RO 정수기의 물이며, TDS=3mg/L이고, 물저장용기에는 약 1.5리터의 물이 주입되며, 전해시간은 30분이고, 5분마다 1회씩 샘플을 취수하여 측정하였다.

이하 실험에서, 수중의 기포량(강도) 및 수중 산화 인자의 양은 정성 관측 방법을 이용하였다.

① 수중 기포량(강도)의 목측(目測) 등급 분류

수중의 기포가 0인 경우~실험 중 상대 기포 함량이 최대인 경우까지 0~5등급으로 분류하였다.

② 수중 산화 인자의 측정

전술한 바와 같이, 산화 인자가 수중에 잔류하는 시간이 대단히 짧기 때문에, 종래의 검출 방법(예를 들어 화학반응법과 포획법)으로는 분석의 선택성과 신뢰도를 만족하기 어렵다. 본 발명의 장치가 일상용수의 처리에 전용된다는 점을 동시에 고려하여, 특히 관심을 둔 것은 산화 인자의 변화 추세 및 거시적 작용이다. 따라서 반복 실험의 작업량을 단순화하기 위하여, 수중의 산화 인자 총량을 정성적으로 이해하는 적정액을 전문적으로 연구 개발하여, 자체 제조한 적정액을 수중에 적정한 후, 액체 색상의 황변 정도를 관찰하여 5등급으로 분류하고, 수중의 산화 인자 함량을 정성 판정하였다.

무색-- 해당 수중의 산화 인자가 기본적으로 0인 경우로, 0등급으로 설정하고;

색상이 가장 노란 경우-- 해당 수중의 산화 인자가 상대적으로 가장 많은 경우로, 5등급으로 설정하며;

무색으로부터 색상이 가장 노란 경우까지의 중간 색상 변화 정도의 차이에 따라 각각 1, 2, 3 및 4등급으로 설정하였다.

실험 결과는 아래의 표 1과 같다.

전해시간-분	기포성질 배수 기체수집-연소법	기포량	ORP(mv)	pH	산화 인자 (적정법)	용존수소 (ug/L)
0		0등급	251	6.8	0등급	0
5	수소	2등급	-196	7.1	0등급	255
10		3등급	-268	7.3	0등급	346
15		4등급	-304	7.4	1등급	462
20		5등급	-386	7.6	1등급	587
30		5등급	-405	7.7	2등급	625

실험 결과 분석

1. 배수(排水) 기체수집-연소방법과 수중의 용존수소 함량의 측정을 통해, 수중에 생성된 다량의 기포가 주로 수소 기포임을 알 수 있다.

2. 전기분해 시간이 증가함에 따라, 수중의 수소 및 산화 인자량이 모두 정비례로 증가한다.

3. 애노드(3) 탄소재료의 흡착 작용으로 수중에 발생되는 산화 인자가 감소되며, 따라서 음용에 적합한 물이 제조된다.

실시예 2

본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 실시예 1과 기본적으로 동일하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 실시예 1과의 차이점은 투수성 격막(5)과 캐소드(2)의 간격 δ이 0mm로, 즉 투수성 격막(5)이 캐소드(2)와 애노드(3)에 동시에 밀착되어 피복된다는데 있다. 투수성 격막(5)은 평균 소수 공경이 0.03미크론인 PVDF 한외여과막(폴리비닐리덴 디플루오라이드막)을 여전히 사용하며, 두께는 0.1mm이다.

본 실시예와 실시예 1의 음용수 전해장치로 물 전기분해 실험을 실시하였으며, 원수는 시에서 공급하는 수돗물로, ORP=+320mv, pH=7.1, TDS=48mg/L이며, 기타 실험 조건은 실시예 1과 동일하다. 2종의 실험 결과는 아래의 표 2와 같다.

전해방식	전류	전압	기포			ORP mv	pH	산화인자
전해방식	ma	V	목측	주요성질	용존수소 ppb	320	7.1	시약 적정
δ=1	560	8	5등급	수소	600	-553	8.2	0등급
δ=0	560	6.3	5등급	수소, 소량의 산소	505	-464	7.2	1등급

실험결과 분석

1) 일정 범위 내에서, δ가 증가함에 따라, 수중 및 기포 중의 수소 함량이 증가하고, 산화 환원 전위가 하강하며, 알칼리성이 강화되고, 산화 인자가 감소한다.

2) δ가 0에 가까우면, 처리 후 수중의 산화 인자가 증가한다.

실시예 3

본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 실시예 1과 기본적으로 동일하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 실시예 1과의 차이점은 1) 물저장용기(1)는 밀폐형 용기로, 급수구(6)와 출수구(7)가 설치되고; 2) 투수성 격막(5)은 활성탄 섬유포(비표면적 1200m²/g, 침수압축 두께는 약 1.8mm)를 사용하며; 3) 투수성 격막(5)과 캐소드(2)의 간격 δ은 8mm라는데 있다.

본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 애노드(3)와 투수성 격막(5)의 탄소 재료 자체의 강력한 흡착 작용으로 인해, 수중에 발생되는 산화 인자가 대폭 감소함으로써, 음용에 더욱 적합한 물을 제조할 수 있다.

실시예 4

본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 실시예 2와 기본적으로 동일하며, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실시예 2와의 차이점은 1) 캐소드(2)에 제 1 통공(8)이 개설되고, 통공의 공경은 1mm이며; 2) 투수성 격막(5)이 애노드(3)의 일부 표면을 피복하고(애노드가 캐소드(2)를 향하는 측의 전체 표면); 3) 투수성 격막(5)과 캐소드(2)의 간격 δ은 2mm라는데 있다.

본 실시예의 음용수 전해 제조장치로 물 전기분해 실험을 실시하였으며, 본 실시예는 캐소드에 24개의 직경이 φ1mm인 제 1 통공이 균일하게 분포되고, 전해 시간은 20분이며, 기타 실험 조건과 검출 방법은 실시예 1과 동일하다. 실험 결과는 아래의 표 3과 같다.

전해전류（mA）	산화환원 전위ORP（mv）	pH	용존수소（mg/L）	수중 활성산소량
270~390	-498	7.9	760	1등급

실시예 5

본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 실시예 4와 기본적으로 동일하며, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 실시예 4와의 차이점은 1) 투수성 격막(5)에 직경이 φ2.1mm인 제 2 통공(9)이 개설되고, 제 2 통공(9)과 제 1 통공(8)의 수량은 동일하면서 기본적으로 동심으로 정렬되며; 2) 투수성 격막(5)과 캐소드(2)의 간격 δ은 3mm라는데 있다.

본 실시예의 음용수 전해 제조장치로 물 전기분해 실험을 실시하였으며, 전해 시간은 20분이고, 기타 실험 조건과 검출 방법은 실시예 4와 동일하다. 실험 결과는 아래의 표 4와 같다.

전해전류（mA）	산화환원전위ORP（mv）	pH	용존수소（mg/L）	수중 활성산소량
520	-410	8.2	650	1등급

실시예 6

본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 실시예 3을 기초로 개선한 것으로서, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 실시예 3과의 차이점은 1) 투수성 격막(5)은 활성탄 섬유막(펠트)(5-1)과 한외여과막(5-2)을 적층 복합시켜 형성되는 2층 투수성 격막이고, 활성탄 섬유막(5-1)은 애노드(3)(애노드(3)를 향하는)에 인접하여 애노드(3)의 전체 표면을 피복하며, 캐소드(2)를 향하는(애노드(3)를 등진(背離)) 한외여과막(5-2)은 애노드(3)의 일부 표면을 피복하고(애노드의 캐소드(2)를 향하는 측의 전체 표면), 또한 한외여과막(5-2)의 양단은 애노드를 약간 초과하여 돌출되며; 2) 투수성 격막(5)과 캐소드(2)의 간격 δ은 5mm이고; 3) 애노드(3)는 캐소드(2)와 동일하게 티타늄 베이스에 백금 산화물을 코팅하여(코팅층의 두께는 0.8mm) 제조된 불활성 전극을 사용하며, 원형 편상이라는데 있다.

본 실시예의 음용수 전해 제조장치로 물 전기분해 실험을 실시하였으며, 전해 시간은 20분이고, 기타 실험 조건과 검출 방법은 실시예 5와 동일하다. 실험 결과는 아래의 표 5와 같다.

전해전류（mA）	산화환원전위ORP（mv）	pH	용존수소（mg/L）	수중 활성산소량
580	-360	7.7	380	미검출

실험결과를 통해 알 수 있듯이, 본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 투수성 격막(5)이 활성탄 섬유막(펠트)(5-1)과 한외여과막(5-2)을 적층 복합시켜 형성되는 2층 투수성 격막이기 때문에, 수중의 산화 인자를 다량 흡착할 수 있으며, 따라서 사람이 음용하기에 더욱 적합한 수소 함량이 높고 산화 환원 전위가 낮은 물을 제조할 수 있다.

실시예 7

본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 실시예 1과 기본적으로 동일하며, 도 10에 도시된 바와 같이, 실시예 1과 비교하여 차이점은 투수성 격막(5)이 애노드(3)의 캐소드(2)를 향하는 측의 일부 표면에 밀착되게 피복되고, 애노드(3)의 양단이 각각 투수성 격막(5)의 소구간을 초과하여 돌출된다는데 있다.

본 실시예의 음용수 전해 제조장치로 물 전기분해 실험을 실시하였으며, 전해 시간은 10분이고, 기타 실험 조건과 검출 방법은 실시예 5와 동일하다. 실험 결과는 아래의 표 6과 같다.

전해시간-분	기포량	ORP(mv)	pH	산화인자 (적정법)	용존수소 (ug/L)
0	0등급	251	6.8	0등급	0
10	5등급	-368	7.4	0등급	489

실시예 8

본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 실시예 6을 기초로 변화를 준 것으로서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 실시예 6과의 차이점은 1) 활성탄 섬유막(펠트)(5-1)은 전도성 세라믹으로 제조되는 투수막으로 대체되고; 2) 캐소드(2)를 향하는 (애노드(3)를 등진) 한외여과막(5-2)은 애노드(3)의 일부 표면, 즉 애노드의 3개 측면을 피복한다는데 있다.

실시예 9

본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 실시예 6을 기초로 변화를 준 것으로서, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 실시예 6과의 차이점은 1) 캐소드(2)를 향하는 (애노드(3)를 등진) 한외여과막(5-2)은 애노드(3)의 전체 표면을 피복하고; 2) 캐소드(2)에 φ2mm인 제 1 통공(8)이 개설되며; 3) 투수성 격막(5)(활성탄 섬유막(펠트)(5-1)과 한외여과막(5-2) 포함)의 캐소드(2)를 향하는 측면에 직경이 φ2.5mm인 제 2 통공(9)이 개설된다는데 있다.

실시예 10

본 실시예의 음용수 전해 제조장치는 실시예 1과 기본적으로 동일하며, 도 15에 도시된 바와 같이, 실시예 1과의 차이점은 1) 투수성 격막(5)과 캐소드(2)의 간격 δ은 0mm로, 즉 투수성 격막(5)이 캐소드(2)와 애노드(3)에 동시에 밀착되고; 2) 캐소드(2)와 애노드(3)는 모두 원판 평면 전극이며; 칫수는 φ48mm이고, 두께는 1mm이며; 3) 캐소드(2)에 빗살형상의 제 1 통공(8)이 균일하게 개설되고; 4) 애노드(3)는 물저장용기(1) 저부에 장착되며, 캐소드(2)는 정위 스크류(10)(외부에 절연 보호 슬리브가 씌워진다)를 통해 투수성 격막(5) 및 애노드(3)와 물저장용기(1)의 저면을 동심으로 관통한 후 고정됨과 동시에, 투수성 격막(5)을 밀착 가압하며; 5) 애노드(3)의 외주 가장자리에 스크류(12)로 고정되는 플라스틱 프레임(11)이 추가되어, 애노드(3)에 피복되는 투수성 격막(5)을 물저장용기(1) 저면에 밀착 가압함으로써, 애노드(3)가 안정적으로 피복될 수 있도록 하며, 본 실시예의 애노드(3) 저면은 물저장용기(1) 저면에 밀착되므로, 투수성 격막(5)이 애노드(3) 중 저면을 제외한 전체 표면을 피복하며; 6) 애노드(3) 저면에서 캐소드(2)의 정위 스크류(10)와 90도 대향하는 위치에 2개의 애노드 스크류(13)가 균일하게 분포되어 용접되어, 외부의 전기 공급용 전해 전원의 정부극 리드선이 각각 정위 스크류(10)와 애노드 스크류(13)에 연결된다는데 있다.

본 실시예의 음용수 전해 제조장치로 이하 실험을 실시하였다.

1. 실험 조건

1.1 물저장용기(1)의 용적은 100×100×300mm이다.

1.2 전해 전원(4)은 통상적인 30볼트 직류 정전압 전원을 이용한다(별도로 자체 제작한 하이레벨 내로우 펄스폭의 30볼트 직류 펄스 전원을 비교 실험용으로 더 준비한다).

1.3 이하 실험 중, 약간의 지표 관측 방법

① 수중 기포량(강도)의 목측 등급 분류

② 수중 산화 인자의 측정

전술한 바와 같이, 산화 인자가 수중에 잔류하는 시간이 대단히 짧기 때문에, 종래의 검출 방법(예를 들어 화학반응법과 포획법)으로는 분석의 선택성과 신뢰도를 만족하기 어렵다. 본 발명의 장치가 일상용수의 처리에 전용된다는 점을 동시에 고려하여, 특히 관심을 둔 것은 산화 인자의 변화 추세 및 거시적 작용이다. 따라서 반복 실험의 작업량을 단순화하기 위하여, 수중의 산화 인자 총량을 정성적으로 이해하는 적정액을 전문적으로 연구 개발하여, 자체 제조한 적정액을 수중에 적정한 후, 액체 색상의 황색 변화 정도를 관찰하여 5등급으로 분류하고, 수중의 산화 인자 함량을 정성(定性) 판정하였다.

무색-- 해당 수중 산화 인자가 기본적으로 0인 경우로, 0등급으로 설정하고;

색상이 가장 노란 경우-- 해당 수중 산화 인자가 상대적으로 가장 많은 경우로, 5등급으로 설정하며; 무색으로부터 색상이 가장 노란 경우까지의 중간 색상 변화 정도의 차이에 따라 각각 1, 2, 3 및 4등급으로 설정하였다.

원수는 RO 정수기의 물이며, TDS=3mg/L이고, 물저장용기에는 약 1.5리터의 물이 주입되며, 전해 시간은 5분이다.

1. 실험 1

무격막/투수성막/이온막의 비교

본 실시예의 투수성 격막(5)에 대해 각각 하기의 3가지 상황을 이용하여 물 전기분해 실험을 실시하였다.

1) 캐소드(2)와 애노드(3) 사이의 투수성 격막(5)을 제거하여, 캐소드(2)와 애노드(3) 사이에 무격막 상태를 형성하고, 정위 스크루(10)와 스크루(12)를 통해 캐소드(2)와 애노드(3) 사이의 간격을 1.0mm로 조정한다(절연와셔로 정위시켜 간격이 변하지 않도록 유지한다).

2) 투수성 격막(5)은 중성 이온막을 사용하며, 가압 프레임(6)을 이용하여 애노드(3)에 전부 피복되도록 하고, 정위 스크루(10)와 스크루(12)를 통해 막(5)과 캐소드(2)의 간격을 δ=0.7mm로 조정한다.

3) 투수성 격막(5)은 PVDF 한외여과막을 사용하여, 애노드를 전부 피복하고, 정위 스크루(10)와 스크루(12)를 통해 막(5)과 캐소드(2)의 간격을 δ=0.7mm로 조정한다.

실험 원수는 시판되는 RO 정수기의 물이며, TDS=3mg/L, pH=6.8이고, 용기에 약 1L의 물이 주입된다. 3가지 상황을 유지하는 상태에서 전해 전류는 모두 300 mA이고, 전해 시간은 15분이며, 실험 결과는 표 7과 같다.

전해방식	전류	전압	기포			ORP mv	pH	산화인자
전해방식	ma	V	목측	기포의 주요 성질	용존수소 ppb	324	6.8	시약 적정
무격막 소간격	300	6.2	5섬	공기	187	-225	6.7	5등급
이온막 완전피복		14.6	1섬	-	225	-365	7.1	0등급
투수막 완전피복		7.8	4섬	수소	580	-553	7.3	2등급
실험결과 분석
1. 무격막 소간격 전해의 경우, 선택성이 없는 저압 플라즈마 방전이 발생하였고, 기포는 주로 공기포로 나타났으며, 산화 인자가 많이 생성되었다.
2. 이온막 분리 전해의 경우, 플라즈마 방전이 발생하지 않았고, 기본적으로 기포가 없었다. 또한 애노드의 산소 석출 전위가 상승하여 전기분해의 전력소모가 증가하였다. 동등한 전해 전류를 유지하기 위하여 외부에서 인가하는 전압이 대폭 상승하였다.
3. 투수막으로 애노드를 완전 격리 밀착하는 전해 방식의 경우, 적당한 산화 인자가 생성되었고 수중의 기포는 주로 수소 함량이 높은 초미세 기포이다.

2. 실험 2

캐소드와 투수성 격막 사이의 간격δ 범위의 변화가 장치의 작동 특성에 미치는 영향을 시험하였다.

투수성 격막(5)은 PVDF 한외여과막을 사용하여 애노드(3)를 전부 피복하고, 정위 스크루(10)와 스크루(12)를 통해 막(5)과 캐소드(2)의 간격 δ을 각각 δ=10, 7, 4, 1, 0mm의 5가지 상황으로 조정하였다. 실험 원수는 시판되는 RO 정수기의 물이며, TDS=3mg/L, pH=6.8이고, 용기에 약 1L의 물이 주입된다. 각종 δ를 유지하는 상태에서 전해 전류는 모두 300 mA이고, 전해 시간은 15분이며, 실험 결과는 표 8과 같다.

전해방식	전류	전압	기포			ORP mv	pH	산화인자
전해방식	ma	V	목측	주요 성질	용존수소 ppb	324	6.8	시약 적정
δ=10	300	16	3섬	수소	625	-620	8.4	0등급
δ=7		14	4섬	수소	630	-610	8.3	0등급
δ=4		11	5섬		620	-618	8	0등급
δ=1		8	5섬	수소, 산소	600	-553	7.8	1등급
δ=0		6.3	5섬	공기, 수소, 소량의 산소	505	-464	7.1	2등급
실험결과 분석
1) 일정 범위 내에서, δ가 증가함에 따라, 수중 및 기포 중의 수소함량이 증가하고, 산화환원 전위가 하강하였으며, 알칼리성이 강화되고, 산화 인자가 감소되었다.
2) δ가 0에 가까운 경우, 처리 후 수중의 산화 인자가 증가하였다.

3. 실험 3

투수성 격막이 애노드에 피복되는 정도가 장치의 작동 특성에 미치는 영향

투수성 격막(5)과 애노드(2) 사이의 간격은 δ=0이다. 원수는 시에서 공급하는 수도이며, TDS=160mg/L, pH=7.5이고, 용기에 약 1L의 물이 주입된다. 투수성 격막(5)은 평균 투수 공경이 0.05 미크론인 PVDF 한외여과막을 사용하며, 두께는 0.5mm이다.

첫 번째 경우, PVDF 한외막으로 애노드(3)를 전부 피복한다.

두 번째 경우, PVDF 한외여과막을 캐소드(2)와 동일한 크기와, 동일한 빗살형 구멍이 개설된 원판막으로 자르고, 빗살형 구멍의 방향이 캐소드(2)의 빗살형 구멍의 방향과 90도로 교차되도록 하면, PVDF 한외여과막과 애노드(3)가 부분적으로 피복되는 상태를 형성한다.

각각 15분간 전기분해하고, 전기분해 과정에서 전해 전류는 모두 300mA를 유지하였다. 실험 결과는 표 9와 같다.

방식	전류	전압	기포			ORP mv	pH	산화인자
방식	ma	V	목측	주요성질	용존수소 ppb	324	7.5	시약 적정
첫 번째 경우	300	5.2	4등급	수소	411	-298	8.2	2등급
두 번째 경우	300	3.8	5등급	공기, 수소	376	-212	7,7	4등급
실험결과 분석
1. 전부 피복된 경우, 수중의 강산화 인자가 제어를 받아 감소하며, 기포는 수소 위주이다.
2. 국부적으로 피복된 경우, 피복 면적이 작을수록, 수중의 기포 총량이 증가하며, 산화인자량 역시 증가한다.

4. 실험 4

애노드 재질의 변화가 본 발명의 장치의 작동 특성에 미치는 영향

애노드는 각각

1) 티타늄 베이스에 백금 산화물을 코팅하여 제조된 불활성 원판 평면 전극;

2) 발포니켈을 베이스로 하는 활성탄 전극으로서, 제조 방법은 다음과 같다. 비표면적이 높은 활성탄과 페놀 수지를 일정 배합비로 조합하고, 200메쉬 이하로 충분히 연마하여 고르게 혼합하고 입자를 미세화한 후, 혼합물을 발포니켈에 압착하여 두께가 약 1mm인 원판형 전극을 제조하며, 120℃, 5MPa의 조건하에 열압축, 승온시켜 탄화 성형한다.

투수성 격막(5)은 PVDF 한외여과막을 사용하며, 평균 투수 공경은 0.03미크론이고, 두께는 0.5mm이며, 개구되지 않고, 애노드(3)에 밀착되어 전부 피복하며; 투수성 격막(5)과 캐소드(2) 사이의 간격은 δ=0이다.

원수는 시에서 제공되는 수돗물이며, TDS=160mg/L, pH=7.5이고, 용기에 약 1L의 물이 주입된다. 각각 상기 불활성 애노드와 발포니켈 활성탄 애노드로 각각 15분 동안 전기분해하고, 전기분해 과정 중 전해 전류는 모두 300mA를 유지하였으며, 실험 결과는 표 11과 같다.

전해방식	전류	전압	기포			ORP mv	pH	산화인자
전해방식	ma	V	목측	주요성질	용존수소 ppb	324	7.5	시약 적정
불활성 애노드	300	5.2	5등급	-	411	-298	8.2	3등급
발포니켈 활성탄 애노드	300	3.9	4등급	수소	677	-512	9	0등급
실험결과 분석
애노드가 활성탄 재질인 경우, 애노드 반응 생성물에 강력한 흡착이 발생하였다. 이와 동시에, 전해 과정에서 수중으로 약간의 나노급 탄소 입자가 박리되어 방출될 가능성이 있으며, 전해 전력소모는 상응하게 감소하였다.

실시예 11

본 실시예는 건강 음용수 장치로서, 도 16을 참조하면, 실시예 10의 구조로부터 변화된 것이다. 용기(1), 빗살형상의 제 1 통공(8)이 개설된 캐소드(2), 불활성 전극(3) 등은 모두 변함이 없으며, 변화된 점은 투수성 격막(5)이 3층막을 적층 조합하여 형성된 것으로서, 제 1층은 캐소드(2)를 향하는 PVDF 한외여과막(5-1)(평균 투수 공경은 0.03미크론, 두께는 0.5mm이고, 캐소드와 동일한 크기로 자른 원판막)으로, PVDF 한외여과막(5-1)에 빗살형상의 제 1 통공(8) 위치 방향과 서로 수직을 이루는 빗살형상의 제2 통공(9)이 개설되고; 제 2층(중간층)은 애노드(3)를 전부 피복하는 PVDF 한외여과막(5-2)(평균 투수 공경은 0.05 미크론, 두께는 0.5mm이며, 개구되지 않는다)이며; 제3층은 애노드(3)에 밀착되는 활성탄 섬유포(5-3)(비표면적은 1200m²/g이고, 침수 압축 후의 두께는 약 1.8mm이다)라는데 있다.

시에서 공급되는 수돗물을 용기(1)에 가득 채우고, 8분 동안 전기 분해하며, 전해 전류를 40~60mA로 유지하여, 전해 전후의 물 샘플을 검출하였다. 결과는 아래의 표 12와 같다.

항목	결 과
항목	전해 전	전해 후
수은（Hg），mg/L	0.00092	0.00047
카드뮴（Cd），mg/L	0.00019	0.00008
아연（Pb），mg/L	0.00046	0.00029
비소（As），mg/L	0.0037	0.0031
6가 크롬（Cr⁶ ⁺），mg/L	＜0.004	＜0.004
시안화물（CN），mg/L	＜0.001	＜0.001
pH	7.34	8.25
잔류 염소（CL₂），mg/L	0.78	0.11
총 염소（CL），mg/L	0.11	0.06
산화 환원 전위（mv)	357	-289
용존수소（ppb）	0	538
질산염（NO₃ ^-），mg/L	8.19	5.67
황산염（SO₄ ^2-），mg/L	270	48
불화물（F），mg/L	0.47	0.21
총 경도（CaCO₃），mg/L	132.6	81.2
대장간균 함량（CFU /ml）	15만	2만

검사 결과를 통해 원수가 본 실시예를 거쳐 처리된 후, 수질의 안전성, 건강성 지표가 모두 대폭 향상되었음을 알 수 있다.

실시예 12

본 실시예는 물컵으로서, 상기 물컵은 상기 실시예의 음용수 전해 제조장치를 이용한 것이다.

실시예 13

본 실시예는 주전자를 제공하며, 상기 주전자는 상기 실시예의 음용수 전해 제조장치를 이용한 것이다.

실시예 14

본 실시예는 음수기를 제공하며, 상기 음수기는 상기 실시예의 음용수 전해 제조장치를 이용한 것이다.

실시예 15

본 실시예는 보온병을 제공하며, 상기 보온병은 상기 실시예의 음용수 전해 제조장치를 이용한 것이다.

실시예 16

본 실시예는 정수기를 제공하며, 상기 정수기는 상기 실시예의 음용수 전해 제조장치를 이용한 것이다.

실시예 17

본 실시예는 커피포트(water boiler)를 제공하며, 상기 커피포트는 상기 실시예의 음용수 전해 제조장치를 이용한 것이다.

실시예 18

본 실시예는 티메이커를 제공하며, 상기 티메이커는 상기 실시예의 음용수 전해 제조장치를 이용한 것이다.

본 발명의 음용수 전해 제조장치는 상기 실시예의 구체적인 기술방안에 국한되지 않으며, 예를 들어 1) 애노드(3)와 캐소드(2)는 2쌍일 수도 있고; 2) 전해 전원(4)은 교류 펄스 전원일 수도 있으며; 3) 투수성 격막(4)은 3층 또는 다층의 상이한 재질의 격막을 적층하여 형성된 것일 수도 있고; 4) 캐소드(2)와 애노드(3)의 형상은 원형과 사각형 이외의 기타 각종 형상일 수도 있으며; 5) 실시예 6에서, 애노드(3)에 인접한 활성탄 섬유막(5-1)은 석묵 또는 기타 탄소 재료로 제조되는 투수성 격막일 수도 있고; 6) 본 발명의 상기 각 실시예의 기술방안을 서로 교차 조합하여 신규 기술방안을 형성할 수도 있는 등등이다. 동등한 교체로 형성되는 기술방안은 모두 본 발명이 보호받고자 하는 범위에 속한다.

Claims

물저장용기, 물저장용기 내에 설치되는 적어도 한 쌍의 캐소드 및 애노드, 캐소드와 애노드에 전기를 공급하기 위한 전해 전원을 포함하는 음용수 전해 제조장치에 있어서,
쌍을 이루는 캐소드와 애노드 사이에 투수성 격막이 설치되고, 상기 투수성 격막은 애노드에 피복되며, 상기 투수성 격막과 캐소드의 간격 δ 범위는 0≤δ≤10mm인 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 투수성 격막의 투수 공경은 2mm보다 작거나 같고, 1nm보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 2항에 있어서,
상기 투수성 격막은 적층 복합하여 형성되는 적어도 2층으로서, 그 중 애노드에 인접한 층의 투수성 격막은 탄소재질의 재료로 제조되는 투수성 격막인 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 2항에 있어서,
상기 투수성 격막은 단층 투수성 격막이며, 상기 애노드는 탄소 재질의 재료를 함유하는 애노드인 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 4항에 있어서,
상기 단층 투수성 격막은 한외여과막인 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 4항에 있어서,
상기 단층 투수성 격막은 탄소재질의 재료로 제조되는 투수성 격막인 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 4항에 있어서,
상기 애노드는 탄소재질의 재료로 제조되는 애노드인 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 4항에 있어서,
상기 애노드는 티타늄 베이스에 백금 산화물을 코팅하여 제조되는 불활성 전극 및 탄소재질의 재료로 제조되는 불활성 전극이 복합되어 형성되며, 그 중 탄소재로로 제조되는 불활성 전극은 캐소드에 인접한 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 1항 내지 제 8항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 투수성 격막은 상기 애노드의 전체 표면에 피복되는 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 1항 내지 제 8항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 투수성 격막은 상기 애노드의 일부 표면에 피복되는 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 10항에 있어서,
상기 투수성 격막은 상기 애노드의 상기 캐소드를 향하는 측의 전체 표면에 피복되는 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 10항에 있어서,
상기 투수성 격막은 상기 애노드의 상기 캐소드를 향하는 측의 일부 표면에 피복되는 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 1항 내지 제 8항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 캐소드에 제 1 통공이 개설되며, 상기 제 1 통공의 공경은 1mm보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 1항 내지 제 8항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 투수성 격막에 제 2 통공이 개설되며, 상기 제 2 통공의 공경은 2mm보다 큰 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.
제 1항 내지 제 8항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 전해 전원은 하이레벨의 펄스폭이 좁은 직류 펄스 전원 또는 교번 펄스 전원이며, 교번 펄스 전원의 순방향 전압은 역방향 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 음용수 전해 제조장치.