KR100421193B1 - 정수기의 수압 연동식 자동 퇴수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수기의 멤브레인 필터(3)를 통과하지 못한 폐수의 유량을 자동으로 제어할 수 있도록 함과 동시에, 상기 멤브레인 필터(3)를 세척하기 위하여 상기 필터(3)에 연결되는 드레인관(A)에 다이어프램(36)을 구비한 솔레노이드 밸브(30) 및 자동 유량조절기구(40)를 일체로 구비한 정수기의 수압 연동식 자동 퇴수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 정수기의 수압 연동식 자동 퇴수장치는, 다이어프램(36)을 구비한 파일럿 타입의 솔레노이드 밸브(30)와, 그 하부에는 유입관로(A)에서 유입된 폐수가 유출관로(B)로 이동되는 통수공(41)이 구비되는 가동부재(46), 상기 가동부재를 탄성력에 의하여 밀어 올리는 조정스프링(44), 하부캡(47)으로 이루어지는 자동 유량조절기구(40)를 일체로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 드레인관을 거쳐 유입되는 폐수의 압력에 따라 자동으로 유출량이 조절될 수 있으며, 솔레노이드 밸브(30)의 제어를 통하여 멤브레인 필터(3)에 부착된 이물질들을 제거시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

정수기의 수압 연동식 자동 퇴수장치{Drain device for automatically adjusting variable pressure of purifier}

본 발명은 정수기의 멤브레인 필터를 통과하지 못한 폐수의 유량을 자동으로 조절함과 동시에 상기 멤브레인 필터를 세척하기 위한 장치에 관한 것이다.

통상적으로 역삼투압 방식의 정수기는 삼투압현상 즉 농도가 묽은 쪽의 액체가 삼투막을 통하여 농도가 진한 쪽으로 이동되는 자연현상으로부터 착안하여 상기 농도가 진한 쪽에 인위적인 압력을 가하여 고농도의 용액 속의 용매인 물이 삼투막을 통과하여 저농도 쪽으로 이동토록 하는 인위적인 작용을 이용하여 정수를 이루는 것으로서, 도 1에는 일반적인 역삼투압 방식의 정수기가 도시되어 있는데, 이는 수도꼭지로부터 원수를 공급받아 5미크론 정도의 미세한 필터를 통해 먼지, 찌꺼기, 각종 부유물질이 제거되는 전처리필터(1)로 이루어진 제1 정수단계와, 활성판의 흡착방식을 이용하여 발암물질(THM), 합성세제, 살충제 등 인체에 유해한 화학물질과 염소성분 등을 제거하는 카본필터(2)로 이루어진 제2정 수단계와, 0.0001미크론의 역삼투막으로 이루어져 납, 비소와 같은 중금속은 물론 나트륨, 박테리아 바이어스, 방사성 물질 등을 걸러주며 일부는 드레인관(A)을 통해 배출시키는 멤브레인 필터(3)로 이루어진 제3 정수단계와, 불쾌한 맛과 냄새, 색소 등을 제거하는 후처리필터(4)로 이루어진 제4 정수단계로 이루어진다.

또한, 상기 후처리필터(4)를 통과한 물은 정수탱크(7)에 공급 저장되어 사용자가 필요에 따라 섭취할 수 있게 된다.

미설명 도면부호 5는 미네랄 투입수단이고, 6은 살균수단이다.

그러나, 이와 같은 방식은 상기 정수단계 중 가장 미세한 구멍을 갖는 제3 정수단계인 멤브레인 필터(3)에 필터링된 이물질(박테리아, 바이러스, 방사성물질, 납, 비소 등)이 누적되어 정수효율이 떨어질 뿐만 아니라 특히 위생상태를 저하시킬 우려를 갖고 있었다.

따라서, 최근에는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 멤브레인에 제공되는 드레인관(A) 상에 유량조절구(15) 및 배수밸브(20)를 구비하여, 평상시에는 2차 유로(22)가 닫혀있는 상태에서 멤브레인 필터(3)를 통과하여 정수된 물은 후처리필터(4)로 공급되고 미정수된 물은 드레인관(A)을 통해 1차 유로(23)를 통하여 배출되게 하고, 상기 멤브레인 필터(3)를 세척하고자 하는 경우에는 상기 배수밸브(20)에 전원을 인가하여 2차 유로(22)를 개방시켜 많은 양의 물이 통과되도록 한다. 이렇게 함으로써, 원수가 멤브레인 필터(3) 주위를 빠른 속도로 통과되기 때문에 필터 외부막에 부착된 이물질이 세척될 수 있도록 하고 있다.

미설명 도면부호 14는 유량조절구(15)의 끝단에 형성되어 1차 유로(23)를 개폐하는 패킹이며, 도면부호 12는 피스톤, 도면부호 13은 실링 링이다. 또한, 도면부호 18은 2차 유로(22)를 개폐하는 패킹이며, 도면부호 19는 배수밸브(20)에 전원이 인가되지 않았을 때 상기 패킹(18)이 상기 2차 유로(22)를 차단하도록 하는 스프링이다.

그러나, 이러한 방식은 상기 유량조절구(15)를 사용자가 수동으로 조작하여 1차 유로(23)의 크기를 조정하여야 하는 불편함이 있으며, 또한 멤브레인 필터(3)로 유입되는 원수의 수압이 높아지는 경우에는 필터 외부막에 부착된 이물질들이 필터로부터 이탈되기 때문에 이를 드레인관(A)을 통하여 신속하게 배출시켜야 정수가 원활히 이루어질 수 있으나, 상기 1차 유로(23)가 고정되어 있어 이를 적기에 원활히 배출하지 못하는 문제점이 존재하고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 고려하여 안출한 것으로서, 그 목적은 멤브레인 필터로 유입되는 원수의 수압과 멤브레인 필터의 성능 및 용량에 따라서 적정 퇴수량이 자동적으로 드레인관을 통하여 배출될 수 있도록 함과 동시에, 멤브레인 필터(3)의 세척을 효과적으로 수행할 수 있는 수압 연동식 자동 퇴수장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 정수기의 수압 연동식 자동 퇴수장치는, 드레인관에 연결된 유입관로(A) 및 유출관로(B)의 사이에 전자기코일(31)과 플런저(33) 및 다이어프램(36)으로 이루어지는 파일럿(Pilot) 타입의 솔레노이드 밸브(30)가 프레임(11)의 상부에 형성되며, 그 하부에는 유입관로(A)에서 유입된 폐수가 유출관로(B)로 이동되는 통수공(41)이 구비되는 Poppet 형태의 패킹(42) 및 피스톤(43)으로 이루어지는 가동부재(46)와, 상기 가동부재(46)를 탄성력에 의하여 밀어 올리는 조정스프링(44)과, 하부 캡(47)으로 이루어지는 자동 유량조절기구(40)를 일체로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 역삼투압 정수기의 구성을 보인 개략도

도 2는 종래 퇴수밸브의 구성을 나타내는 단면도

도 3은 본 발명에 의한 수압 연동식 자동 퇴수장치의 구조를 도시한 단면도

도 4는 고압이 인가된 상태의 작동을 도시한 단면도

도 5는 멤브레인 필터 세척을 위한 작동상태를 도시한 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 전처리 필터 2: 카본 필터

3: 멤브레인 필터 4: 후처리 필터

8: 드레인관 30: 솔레노이드 밸브

31: 전자기 코일 33: 플런저

34: 고무패킹 36: 다이어프램

37: 유공 40: 자동 유량조절기구

41: 통수공 42: 패킹

43: 피스톤 44: 조정스프링

46: 가동부재 47: 하부 캡

A; 드레인관, 유입관로 B: 유출관로

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 정수기의 수압 연동식 자동 퇴수장치의 단면도로서 평상시의 정수상태를 도시한 것이며, 도 4는 멤브레인 필터(3)로 유입되는 원수의 압력이 높아진 경우의 작동상태를 도시한 단면도이며, 도 5는 솔레노이드 밸브(30)에 전원이 인가되어 멤브레인 필터를 세척하는 경우의 작동상태를 도시한 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 수압 연동식 자동 퇴수장치는 크게 정수상태에서 정상적으로 퇴수를 배출하는 유로의 기능을 하는 자동 유량조절기구(40)와 드레인관(A)으로 다량의 원수를 흘려보내는 다이어프램(36)을 구비한 솔레노이드 밸브(30)로 구분될 수 있다.

상기 솔레노이드 밸브(30)는 일반적인 구성과 유사하게, 전자기 코일(31)과, 평상시에는 고무패킹(34)이 선단에 구비된 플런저(33)를 하방향으로 밀어내는 상태로 체결되는 스프링(32)으로 이루어져 평상시에는 상기 플런저(33)의 고무패킹(34)이 유공(37)을 차단하고 있다가 전원이 인가되면 자기력에 의하여 상기 플런저(33)가 스프링(32)의 탄성력을 이기면서 상부로 이동하여 상기 유공(37)을 개방시키게 된다.

도면부호 36은 다이어프램, 도면부호 35는 다이어프램 지지체이며, 도면부호 38a는 다이어프램 챔버로 물이 유입되는 유입구, 38b는 다이어프램 챔버의 물이 유출관로(B) 쪽으로 유출되는 유출구이다.

상기 자동 유량조절기구(40)는 상기 유입관로(A) 및 유출관로(B)의 축선을 기준으로 상기 솔레노이드 밸브(30)의 하부에 형성되는데, 상기 드레인관(A) 또는 유입관로(A)에서 유입된 폐수가 유출관로(B)로 자유롭게 이동되는 통수공(41)이 구비되는 Poppet 형태의 패킹(42)이 선단에 구비되고, 하부 캡(47)의 벽면에 밀착되어 유입된 퇴수의 압력에 따라 상승 하강하는 피스톤(43)이 그 중간부에 형성되며, 상기 하부 캡(47)에 형성된 가이드벽(48)에 의하여 승강이 안내될 수 있는 후단부(45)로 이루어지는 가동부재(46)가 그 내부에 구비되며, 상기 가동부재(46)를 가압하는 조정스프링(44)을 개재하여 프레임(11)의 하부에 체결하는 하부 캡(47)으로 구성되어서 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명의 수압 연동식 자동 퇴수장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이 일반적인 정수상태에서는 본 발명에 의한 가동부재(46)는 조정스프링(44)의 탄성력에 의하여 1차 유로(39b)를 차단하기 때문에, 멤브레인 필터(3)를 통과하지 못한 퇴수는 드레인관에 연결된 유입관로(A)를 통하여 상기 가동부재(46)의 선단에 위치한 패킹(42)에 형성된 통수공(41)을 통하여 일정하게 배출된다.

만약, 비정상적인 고압이 상기 드레인관 또는 유입관로(A)에 형성되는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 인가된 압력은 본 발명에 의한 자동 유량조절기구(40) 내의 상기 피스톤(43)을 하방향으로 누르게 되어 상기 가동부재(46)는 하방으로 이동되며, 따라서 상기 가동부재(46)의 선단부 패킹(42)과 격벽(50) 사이에는 1차 유로(39b)가 형성되어 많은 유량의 물이 드레인관(A)을 거쳐 유출관로(B)로 빠져 나오게 되므로, 멤브레인 필터(3) 내부의 압력이 자동적으로 저하되는 작용을 하게 된다.

그 결과 필터 내부의 압력이 저하하게 되면, 상기 자동 유량조절기구(40)의 조정스프링(44)의 탄성력에 의하여 상기 가동부재(46)는 상승하게 되며 상기 1차 유로(39b)는 자동으로 차단되어 패킹(42)에 형성된 통수공(41)에 의해서만 퇴수가 배출되는 정상상태로 복귀하게 된다.

이 때, 상기 가동부재(46)가 좌우로 움직이지 않고 상하운동이 원활하게 이루어지도록 하기 위해서는 상기 하부 캡(47)의 내부에 중공 원통형의 가이드벽(48)을 형성하여, 상기 가동부재(46)의 원통형 후단부(45)가 상기 가이드 벽(48)의 안내를 받으면서 승강될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 멤브레인 필터(3)를 세척할 필요가 있는 경우에는 도 5에 나타난 바와 같이 본 발명에 의한 솔레노이드 밸브(30)에 전원을 인가하게 되면, 상기 플런저(33)가 자기력에 의하여 스프링(32)의 탄성력을 이기면서 상부로 이동되어 고무패킹(34)이 상기 유공(37)을 개방시키게 됨으로써 한꺼번에 많은 양의 유량이 솔레노이드 밸브(3) 쪽으로 연통된 2차 유로(39a)를 통하여 다이어프램(36)을 거쳐 유출구(38b)로 빠져나가게 되는 것이다. 이와 같이 맴브레인 필터(3)를 통과하는 다량의 물을 한꺼번에 빠른 유속으로 배출시킴으로써 멤브레인 필터(3)에 누적된 이물질(박테리아, 바이러스, 방사성물질, 납, 비소 등)을 세척할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 상기 상세한 설명에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 변형 또는 변경 실시하는 것 또한 본 발명의 개념에 포함되는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 드레인관(A)을 통하여 유입되는 폐수의 압력에 따라 자동으로 유출량이 조절될 수 있어, 멤프레임 필터의 필터링 효과를 극대화하여 질 좋은 정수를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 사용자의 조작이 불필요한 잇점이 있다.

또한 본 발명은 밸브 제어의하여 솔레노이드 밸브(30)를 완전 개방시켜 많은 유량을 동시에 흘려 내보냄으로써, 멤브레인 필터(3)에 부착된 이물질들을 제거시킬 수 있는 세척작용을 할 수도 있는 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 멤브레인 필터(3)를 통화하지 못한 퇴수를 배출하는 드레인관(A)을 통하여 배출되는 퇴수량을 조절하는 솔레노이드 밸브와 유량조절기구를 구비한 정수기의 퇴수장치에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브(30)는 전자기 코일(31)과, 평상시에는 고무패킹(34)이 선단에 구비된 플런저(33)를 하방향으로 밀어내는 상태로 체결되는 스프링(32)과, 다이어프램(36)과, 상기 다이어프램을 보호하는 지지체(35)와, 상기 지지체의 중앙부에 형성된 유공(37)을 차단하는 고무패킹(34)으로 이루어지며,

   상기 솔레노이드 밸브(30)의 하부에 형성되는 상기 유량조절기구(40)는, 유입되는 퇴수의 압력에 따라 승강 가능한 피스톤(43)을 구비한 가동부재(46)와, 상기 가동부재(46)를 가압하는 조정스프링(44)과, 그 하부에 체결되는 하부 캡(47)으로 구성되어서 이루어져,

   상기 드레인관(A)에 비정상적인 고압이 형성되는 경우 상기 가동부재(46)가 하방으로 이동됨으로써, 상기 가동부재(46)의 패킹(42)에 형성된 통수공(41) 이외에 상기 패킹(42) 선단부와 격벽(50) 사이에 추가적인 유로(39b)가 형성될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 정수기의 수압 연동식 자동 퇴수장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 캡(47)의 내측부에는 가이드 벽(48)이 형성되어, 상기 가동부재(46)의 후단부(45)가 상기 가이드 벽(48)에 의하여 승강이 안내되도록 하는 것을 특징으로 하는 정수기의 수압 연동식 자동 퇴수장치.