KR100392144B1

KR100392144B1 - 연수기의 이온교환수지 재생장치

Info

Publication number: KR100392144B1
Application number: KR10-2001-0007016A
Authority: KR
Inventors: 박철수
Original assignee: 지엔 주식회사
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2003-07-23
Also published as: KR20020053684A

Abstract

본 발명은 경수(수돗물) 속에 포함되어 있는 중금속을 분리해내는 연수기의 이온교환수지를 재생하기 위한 장치에 관한 것으로 특히, 경수가 유입되는 관에 와류를 일으킬 수 있는 분출공을 형성하거나 분사노즐을 설치하여 이온교환수지 입자의 표면에 붙어 있는 이물질을 수압과 마찰에 의해 탈거시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 따른 연수기의 이온교환수지 재생장치는 침정조(20)의 바닥면 중심으로부터 상측으로 수직입설되어 그 상단개구부(32)가 이온교환수지 입자(40)보다 높은 위치로 노출되며, 벽면에 복수의 분출공(34)이 형성된 경수유입관(30); 경수유입관(30)의 상단개구부(32)를 개폐하여 경수유입관(30)을 통해 흐르는 경수가 경수유입관(30)의 상단개구부(32)로부터 배출되어 침정조(20) 내부의 이온교환수지 입자(40)를 통해 외부로 배출되거나 이온교환수지 입자(40)를 향해 직접 분출되면서 와류를 형성하도록 하는 밸브스템(50)으로 구성하여 이온교환수지 입자가 보다 신속하고 고르게 세척될 수 있는 효과가 있다.

Description

연수기의 이온교환수지 재생장치{recycling apparatus for ion exchange resin of water softener}

본 발명은 경수(硬水)를 연수(軟水)로 변환시키기 위한 이온교환수지를 밖으로 인출하는 과정 없이 재사용이 가능하도록 세척하는 데 이용할 수 있는 연수기의 이온교환수지 재생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경수가 유입되는 관에 와류를 일으킬 수 있는 분출공을 형성하거나 분사노즐을 설치하여 침정조내의 이온교환수지 입자의 표면에 달라붙어 있는 이물질을 수압과 마찰에 의해 탈거시킬 수 있도록 한 연수기의 이온교환수지 재생장치에 관한 것이다.

일반적으로 수돗물에는 정화과정에서 사용된 다량의 염소성분이 잔류하여 포함되어 있게 되며, 인체에 해로운 철, 납, 아연, 수은, 등 각종 중금속(이온)도 함유되어 있다는 것은 잘 알려진 사실이다.

이와 같은 수돗물을 피부 세척시에 그대로 사용하게 되면, 물속에 포함된 금속 이온과 비누의 지방산과 결합하여 금속성 잔류물을 낳게 되고, 이 금속성 잔류물이 피부에 그대로 남게 되면, 피부질환 및 알레르기 등과 같은 각종 피부질환을 일으키거나 피부의 노화를 촉진시키게 된다.

이를 방지하기 위해 수돗물을 Na+형 강산성 양이온 교환 수지에 통과시켜 경도 성분인 Ca+2과 Mg+2 이온을 수지중의 Na+ 이온과 교환하여 연수(soft water)로 만드는 연수기가 개발되어 주로 세정용으로 이용되고 있다.

이와 같은 연수기에 내장된 이온교환수지는 매우 작은 알갱이 형태의 입자로 되어 있으며, 사용할수록 표면이 흡착된 이물질로 뒤덮이면서 흡착면적을 점점 잃어가게 되는데, 이때 일정시간이 지나게 되면 이온교환 성능을 회복시키기 위해서 이온교환수지를 재생해 주는 공정을 거쳐야만 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

이와 같이 이온교환수지를 세척하기 위한 종래의 세척장치는 경수가 흐르는 방향을 역방향으로 전환시켜 줌으로써 세척할 수 있는 장치가 대한민국 실용신안공개번호 제94-9483호(명칭; "역세척장치")로 제안된 바 있었다.

즉, 종래 세척장치는 연수기의 내부 상하측에 설치된 살수구를 파이프로 연결하고, 그 파이프를 외부로 인출하여 상ㆍ하측 살수구를 향해 각각 선택적으로 흐름을 제어할 수 있는 볼밸브를 장착하여 사용자가 수동으로 경수의 흐르는 방향을 전환시켜줌으로써 세척이 이루어질 수 있도록 구성된 것이다.

또한, 평상시에는 경수를 연수기의 상부 살수구로 살수시켜서 경수기의 이온교환수지를 경류한 후 용수유출구로 배출시켜서 사용하고, 이온교환수지를 세척할경우에는 하부살수구로 경수가 살수되도록 하여서 상부로 불순물을 부상시켜 용수배출파이프로 배출되도록 한 구조로 되어 있었다.

그러나, 이와 같은 종래의 역세척장치는 단순히 경수의 흐름을 역류시키는 것에 의해 이온교환수지를 세척하는 것이기 때문에 물보다 비중이 가벼운 물질은 제거될 수 있으나, 물보다 비중이 큰 물질(중금속)은 밑으로 가라 앉아 있기 때문에 움직임만 있을 뿐 다시 밑으로 가라 앉게 되는 문제점이 있었으며, 특히 내부가 이온교환수지 입자들로 가득 채워져 있기 때문에 세척이 수압이 작용되는 국부에서만 일어나기 때문에 세척효율이 크게 떨어지는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 연수기에 사용되는 이온교환수지의 세척효율을 보다 향상시킬 수 있고, 세척수의 배출을 보다 용이하게 할 수 있는 연수기의 이온교환수지 재생장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 침정조의 바닥면 중심으로부터 상측으로 수직입설되어 그 상단개구부가 이온교환수지 입자보다 높은 위치로 노출되며, 벽면에 복수의 분출공이 형성된 경수유입관; 경수유입관의 상단개구부를 개폐하여 경수유입관을 통해 흐르는 경수가 경수유입관의 상단개구부로부터 배출되어 침정조 내부의 이온교환수지 입자를 통해 외부로 배출되거나 이온교환수지 입자를 향해 직접 분출되면서 와류를 형성하도록 하는 밸브스템으로 구성하여 연수기의 이온교환수지 재생장치가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 연수기의 이온교환수지 재생장치의 일실시예를 보인 종단면도,

도 2는 본 발명에 따른 일실시예에서 이온교환수지가 재생되는 과정을 보인 종단면도,

도 3은 본 발명에 따른 경수유입관과 분출공의 구조를 보인 평단면도,

도 4는 본 발명에 따른 분출공이 수평하게 형성된 예를 보인 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 분출공이 경사지게 형성된 예를 보인 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 연수기의 이온교환수지 재생장치의 다른 실시예를 보인 종단면도,

도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예에서 이온교환수지가 재생되는 과정을 보인 종단면도,

도 8은 본 발명에 따른 이온교환수지 재생장치에서 밸브스템과 마개의 구조를 보인 요부확대 단면도,

도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예에서 텀블스크류와 분사노즐의 구조를 보인 요부확대 단면도,

도 10은 본 발명에 따른 다른 실시예에서 경수유입관에 설치되는 분사노즐의 구조를 보인 평단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

20 : 침정조 22 : 기상부

30 : 경수유입관 32 : 상단개구부

34 : 분출공 40 : 이온교환수지 입자

50 : 밸브스템 60,72 : 분사노즐

70 : 텀블스크류 80 : 드레인 밸브

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도1 및 도2는 본 발명에 따른 연수기의 이온교환수지 재생장치의 일실시예를 보인 종단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 크게 원통형의 침정조(20), 침정조(20)의 상하단부에 각각 설치되는 마개(90)와 니플(100), 침정조(20)의 내부 중심에 설치되는 경수유입관(30), 경수유입관(30)의 상단개구부(32)를 개폐하기 위해 마개(90)에 설치되는 밸브스템(50)으로 구성된다.

상기 경수유입관(30)은 직선 강관의 양단을 절단하여 가공한 것이며, 그 하단부 내주면에는 나사산을 형성하여 니플(100)의 상단부에 형성되어 있는 나사부에 나사결합함으로써 침정조(20) 내부 중심에서 수직으로 설치될 수 있도록 하였고, 그 상단개구부(32)는 이온교환수지 입자(40)보다 높은 위치의 기상부(22)로 노출되며, 벽면에 분출공(34)을 형성하여 세척시에 경수가 이 분출공(34)을 통해 이온교환수지 입자(40)가 위치된 곳으로 분출되도록 구성하였다.

첨부도면 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 경수유입관(30)에 형성된 상기 분출공(34)은 수평위치에서 경수유입관(30)의 반경방향에 대해 모두 동일한 방향으로 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있으며, 도5에 도시된 바와 같이 수직방향으로 소정의 각도를 이루도록 형성하여 상측으로도 분사될 수 있도록 구성할 수 있다.

한편, 첨부도면 도6 및 도7은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 도면으로, 이에 도시된 바와 같이 침정조(20)의 하부 측면에는 이온교환수지 입자(40)를 통해 걸러진 연수를 외부로 배출하기 위한 배출콕(200)이 설치되어 있고, 상부 측면에는 기상부에 잔류하는 오물을 제거하기 위한 드레인밸브(80)가 설치되어 있다.

첨부도면 도8 및 도9에 도시된 바와 같이 침정조(20)의 상단부에 형성된 나사구멍에는 마개(90)가 실링(94)을 사이에 두고 나사결합되어 있으며, 하단부의 플랜지부(26)에 형성된 나사구멍에는 호스(104)와 연결되어 있는 니플(100)이 또 다른 실링(102)을 사이에 두고 나사결합되어 있다.

여기서 마개(90)의 외주면에는 예컨대, 3개의 손잡이(92)를 등각도로 달아서 손으로 잡고 마개(90)를 돌리는 보다 편리하도록 구성하였다.

또한, 니플(100)에는 경수유입관(30)으로 유입될 수 있는 비교적 큰 이물질을 걸러내기 위한 통상의 금속망(106)이 관통형 고정나사(108)에 의해 니플(100)의 상단부 중간에 설치되어 있다.

또, 상단개구부(32)의 내측 모서리부분에 원추형의 밸브시트면(36)을 형성하여 밸브스템(50)의 하단부에 형성되어 있는 콘밸브(54)의 경사면과 밀착되어 면접촉되도록 구성하였다.

첨부도면 도8에 도시된 바와 같이 밸브스템(50)은 경수유입관(30)의 상단개구부(32)를 개폐하여 경수유입관(30)을 통해 흐르는 경수가 경수유입관(30)의 상단개구부(32)로부터 배출되어 침정조(20) 내부의 이온교환수지 입자(40)를 통해 외부로 배출되거나 이온교환수지 입자(40)를 향해 직접 분출되면서 와류를 형성하도록 구성하였다.

그리고, 밸브스템(50)의 중간에는 나사부가 형성되어 마개(90)의 중심에 나사결합되고, 마개(90)의 중앙에서 하측으로 형성된 허브(96)에 의해 상하방향으로직선안내되며, 그 상단부에는 세레이션부가 형성되어 스크류(53)에 의해 핸들(52)과 결합된다.

상기 마개(90)에 형성된 허브(96)에서 미끄러지는 밸브스템(50)의 외주면에는 실링홈(58)을 형성하고, 이 실링홈(58)에 실링(56)을 설치하여 허브(96)와 밸브스템(50)의 사이로 누설될 수 있는 것을 방지하였으며, 그 하단부에는 원추형의 콘밸브(54)를 일체로 형성하여 경수유입관(30)의 상단부에 형성된 원추형의 밸브시트면(36)에 면접촉되도록 구성하였다.

첨부도면 도6, 도7, 도10에 도시된 바와 같이 경수유입관(30)의 분출공(34)에 원호모양의 분사노즐(60)을 설치하여 이온교환수지 입자(40)의 깊숙한 부분으로부터 물분사가 이루어질 수 있도록 하여 세척시 이온교환수지 입자(40)의 움직임을 극대화시킬 수 있도록 하였으며, 다른 예로써 경수유입관(30)의 중간 중간에 분출공(34)과 분사노즐(60)을 배치하거나 분사노즐(60)의 길이를 서로 다르게 하여 물이 분사되는 깊이를 다르게 할 수도 있다.

또한, 상기 분사노즐(60)은 그 끝 부분으로 갈수록 경수유입관(30)으로부터 점점 멀어지고, 경수유입관(30)의 수직중심축을 따라서 상향되면서 동시에 나선모양으로 절곡된 모양을 이루도록 구성하였다.

그리고, 침정조(20)의 기상부(22)로부터 외부로 통하는 유로를 형성하고, 이 유로를 개폐하기 위한 드레인 밸브(80)를 침정조(20)의 외부표면에 설치하여 기상부(22)에 잔류하는 오물을 외부로 배출하도록 구성하였다.

첨부도면 도9에 도시된 바와 같이 경수유입관(30)의 하단부에 이온교환수지입자(40)를 뒤섞는 텀블스크류(70)를 설치하고, 이 텀블스크류(70)의 날개를 향해 분사노즐(72)을 설치하여 분사노즐(72)을 통해 분사되는 경수의 수압에 의해 텀블스크류(70)가 회전되도록 구성하였다.

즉, 텀블스크류(70)는 그 중심에 구멍이 형성되어 있으며, 니플(100)의 상단부에 형성된 환형의 턱에 끼워져서 수평하게 회전되고, 경수유입관(30)의 하단부에 형성되어 있는 플랜지부(37)에 의해 상면이 미끄럼 접촉하여 축방향으로 유동되는 것이 제한된다.

도면중 미설명 부호 202는 침정조(20)의 외벽에 설치되는 앵커플레이트로 침정조(20)를 벽면에 장착하는 경우 걸어서 고정하는데 사용되는 것이다.

이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도1 내지 도5에 도시된 바와 같이 밸브스템(50)의 상단부에 달린 핸들(52)을 잡고 돌려서 경수유입관(30)의 상단개구부(32)를 개방한 상태로 두고 침정조(20)의 하단부에 설치되어 있는 호스(104)와 니플(100)을 통해 경수유입관(30)으로 경수(수돗물)를 공급하게 되면, 경수유입관(30)에 외벽에 형성되어 있는 분출공(34)을 이온교환수지 입자(40)가 막고 있으므로, 유체저항이 상대적으로 작은 상단개구부(32)를 통해 대부분의 경수가 배출되어 침정조(20)의 기상부(22)로 유입된다.

이때 침정조(20)의 기상부(22)로 유입된 경수는 중력에 의해 이온교환수지 입자(40)가 위치된 곳으로 흘러내리면서 이온교환수지 입자(40)들의 사이사이를 통해 천천히 흐르면서 이온교환수지 입자(40)에게 중금속 이온을 빼앗기면서 정화되고, 최종적으로 침정조(20)의 하부에 위치되어 있는 배출콕(200)을 통해 연수를 배출하게 된다.

이후 이온교환수지 입자(40)를 세척하여야 되는 경우 침정조(20)의 상단부에 설치되어 있는 핸들(52)을 돌려서 밸브스템(50)의 하단부에 있는 콘밸브(54)를 경수유입관(30)의 상단부에 형성된 밸브시트면(36)에 밀착되도록 하강시키는 조작에 의해 상단개구부(32)를 폐쇄하게 되면, 경수유입관(30)으로 유입되는 경수는 더 이상 상단개구부(32)를 통해 흐를 수 없기 때문에 경수유입관(30)의 외벽에 형성되어 있는 분출공(34)을 통해 이온교환수지 입자(40)를 향해 강한 압력으로 분출된다.

이때 밀접하게 위치되어 있던 이온교환수지 입자(40)는 분출공(34)으로부터 뿜어져 나오는 빠르고 강한 물줄기에 의해 주변으로 흩어지면서 주위에 있던 이온교환수지 입자(40)들끼리 강하게 부딪치게 되고, 결국 이러한 타격에 의해 이온교환수지 입자(40)의 표면에 부착되어 있던 이물질들이 탈락되어 다시 경수로 녹아들게 된다.

또한, 첨부도면 도5에 도시된 바와 같이 경수유입관(30)에 형성되어 있는 분출공(34)이 경사지게 형성된 경우에는 침정조(20) 내부에서 와류를 형성하여 이온교환수지 입자(40)가 골고루 섞이면서 세척되도록 하는 작용을 하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 첨부도면 도6 내지 도10에 도시된 바와 같이 경수유입관(30)에 분사노즐(60)이 설치된 경우에는 물의 분사가 경수유입관(30)의 표면은 물론 이온교환수지 입자(40)가 위치된 깊숙한 곳에서도일어나도록 하여 이온교환수지 입자(40)가 보다 격동하도록 하는 작용을 돕게 되며, 경수유입관(30)의 하단부에 설치된 텀블스크류(70)의 날개를 향해 분출되는 분사노즐(72) 수압에 의해 텀블스크류(70)가 일방향으로 회전되면서 이온교환수지 입자(40)가 상하방향으로 뒤섞이면서 세척이 균일하게 되는 작용을 돕게 된다.

이때 경수유입관(30)으로 계속해서 경수를 공급하면서 침정조(20)의 상측에 위치되어 있는 드레인밸브(80)를 개방하게 되면, 세척된 오물이 드레인밸브(80)를 통해서 외부로 배출된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 경수유입관에 형성되어 있는 분출공이나 분사노즐을 통해 이온교환수지 입자에 나선방향으로 격동적인 움직임을 주면서 입자간의 마찰이나 수격에 의해 이온교환수지 입자의 표면에 부착되어 있는 이물질들을 탈거시켜서 이온교환수지 입자를 재생할 수 있도록 구성되어 있기 때문에 세척력이 크게 향상되는 효과가 있으며, 침정조의 바닥면 가까이에 위치되어서 분출수에 의해 회전되는 텀블스크류에 의해 이온교환수지 입자들에 상하방향으로 움직임을 줄 수 있기 때문에 세척이 빠르고 균일하게 이루어지는 효과가 있다.

Claims

침정조(20)의 바닥면 중심으로부터 상측으로 수직입설되어 그 상단개구부(32)가 이온교환수지 입자(40)보다 높은 위치로 노출되며, 벽면에 복수의 분출공(34)이 형성된 경수유입관(30);

경수유입관(30)의 상단개구부(32)를 개폐하여 경수유입관(30)을 통해 흐르는 경수가 경수유입관(30)의 상단개구부(32)로부터 배출되어 침정조(20) 내부의 이온교환수지 입자(40)를 통해 외부로 배출되거나 이온교환수지 입자(40)를 향해 직접 분출되면서 와류를 형성하도록 하는 밸브스템(50)으로 구성된 것을 특징으로 하는 연수기의 이온교환수지 재생장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분출공(34)은 수평위치에서 경수유입관(30)의 반경방향에 대해 모두 동일한 방향으로 소정의 각도를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 연수기의 이온교환수지 재생장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분출공(34)은 수직방향으로 소정의 각도를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 연수기의 이온교환수지 재생장치.
제 1 항에 있어서, 상기 경수유입관(30)의 분출공(34)에 분사노즐(60)을 추가로 설치한 것을 특징으로 하는 연수기의 이온교환수지 재생장치.
제 4 항에 있어서, 상기 분사노즐(60)은 그 끝 부분으로 갈수록 경수유입관(30)으로부터 점점 멀어지고, 경수유입관(30)의 수직중심축을 따라서 상향되면서 동시에 나선모양으로 절곡된 모양을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 연수기의 이온교환수지 재생장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 경수유입관(30)의 하단부에 이온교환수지 입자(40)를 뒤섞는 텀블스크류(70)를 설치하고, 이 텀블스크류(70)의 날개를 향해 분사노즐(72)을 설치하여 분사노즐(72)을 통해 분사되는 경수의 수압에 의해 텀블스크류(70)가 회전되도록 구성한 것을 특징으로 하는 연수기의 이온교환수지 재생장치.
제 1 항에 있어서, 침정조(20)의 기상부(22)로부터 외부로 통하는 유로를 형성하고, 이 유로를 개폐하기 위한 드레인 밸브(80)를 침정조(20)의 외부표면에 설치하여 기상부(22)에 잔류하는 오물을 외부로 배출하도록 구성한 것을 특징으로 하는 연수기의 이온교환수지 재생장치.