KR100436078B1 - 연수기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이온 교환 수지를 이용하는 연수기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 연수기는 하면에 구비되는 제 1 입수구(112), 상부 측면에 구비되는 제 2 입수구(114), 및 상면에 구비되는 출수구(116)를 가지며, 내부에는 이온교환수지(130)가 유동될 수 있게 충진되는 하우징(110); 하우징 내부에 충진된 이온교환수지가 제 1 입수구와 출수구를 통해 하우징의 외부로 배출되는 것을 방지하도록 하우징 내부의 상하부에 설치된 한 쌍의 메쉬망(118a, 118b); 및 원수 공급원으로부터 공급되는 원수를 제 1 및 제 2 입수구로 분기시키는 동시에 제 2 입수구로 유입되는 원수의 량이 제 1 입수구로 유입되는 원수의 량보다 많도록 제 1 및 제 2 입수구로 분기되는 원수의 량을 분배하는 유량 조절 밸브(120)를 포함한다.
Description
본 발명은 이온 교환 수지를 이용하는 연수기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 연수기는 수돗물, 자연수 등과 같은 원수를 이온교환수지와 반응시켜 원수로부터 칼슘 이온, 마그네슘 이온 등과 같은 경수 성분을 제거하여 원수를 온천수와 같은 상태로 연수화시키는 장치이다.
도 1은 이러한 연수기의 일 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 연수기는 입수구(22)와 출수구(24)를 가지는 하우징(12)의 내부에 이온교환수지(16)가 충진되어 있는 구조로 이루어져 있다. 입수구(22)는 하우징(12)의 상면에 구비되어 있고, 출수구(24)는 하우징(12)의 하면에 구비되어 있다. 또한, 하우징(12)의 내부에는 이온교환수지(16)가 입수구(22) 및 출수구(24)를 통해 하우징(12)의 외부로 누출되는 것을 방지하고 또한 이온교환수지(16)가 하우징(12) 내에서 유동하는 것을 방지하기 위한 메쉬망(mesh-net)이 설치되어 있다.
입수구(22)를 통해 하우징(12) 내부로 유입된 원수는 이온교환수지(16)를 통과하면서 연수화되고, 출수구(24)를 통해 하우징(12)의 외부로 유출된다.
도 2는 연수기의 다른 예를 도시한다. 도 2에 도시된 연수기는 입수구(42)와 출수구(44)가 모두 하우징(32)의 하면에 구비되어 있고, 격리용 메쉬망(35)이 하측 메쉬망(34b)의 일측으로부터 상방으로 연장하고 있다. 이에 따라, 입수구(42)를 통해 유입된 원수는 격리용 메쉬망(35)을 따라 이온교환수지(16)의 상방으로 올라갔다가 다시 하방으로 내려와서 출수구(44)를 통해 외부로 유출된다.
그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 연수기들의 경우 입수구로 유입된 물이 이온교환수지를 통과할 때 이온교환수지 내에서의 물의 분배가 골고루 이루어지지 못하며, 특히 입수구 및 출수구 근처에 물과 반응하지 못하는 부분이 있어 이온교환수지의 이용율이 낮다.
또한, 목욕물과 같이 온수와 냉수가 혼합된 원수를 연수시키는 경우, 수도꼭지로부터 입수구로 공급되는 원수의 온도가 변화되면 원수에 의해 이온교환수지의 온도가 완전히 변화된 다음에야 출수구와 연결된 사워기를 통해 배출되는 물의 온도가 변화된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 수도꼭지에서의 온도 변화에 따른 샤워기에서의 온도 변화가 시간차를 두고 추종하게 되므로, 사용자 입장에서 샤워기를 통해 배출되는 물의 온도를 조절하기가 어려운 불편함이 있다.
이러한 불편함을 해소하기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉수와 온수를 각각 별도의 모듈(50a, 50b)을 이용하여 연수화한 다음 냉수와 온수를 혼합하는 방식이 제안되기도 하였다. 그러나, 이 경우 냉수와 온수의 사용 비율이 일정하지 않기 때문에 사용량이 많은 쪽의 모듈에 충진된 이온교환수지가 그 능력을 상실하고 나면 연수 효과를 기대하기 어렵기 때문에, 이온교환수지의 재생이 잦아진다. 또한, 두 개의 모듈을 사용하므로 장치의 부피가 커져 많은 공간을 차지할 뿐만 아니라 가격도 비싸진다.
본 발명은 상기와 같은 점들을 감안하여 안출된 것으로, 이온교환수지의 사용 효율이 높은 연수기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 냉수 및 온수가 혼합된 원수의 사용시 온도 조절이 용이한연수기를 제공하는데 다른 목적이 있다.
도 1 및 도 2는 각각 종래의 연수기의 예들을 도시한 개략도.
도 3은 종래의 연수기에서 냉온수 혼합 사용시 수도 꼭지와 샤워기에서의 시간에 따른 온도 변화를 도시한 그래프.
도 4는 종래의 연수기의 또다른 예로서 냉수 및 온수를 각각 연수화하는 별도의 모듈들로 이루어진 연수기를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연수기를 도시한 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연수기의 작동 상태도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연수기의 냉온수 혼합 사용시 수도 꼭지와 샤워기에서의 시간에 따른 온도 변화를 도시한 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 ; 하우징 112 : 제 1 입수구
114 : 제 2 입수구 116 : 출수구
118a, 118b : 메쉬망 120 : 유량 제어 밸브
130 : 이온교환수지 133 : 이온교환수지층
상기와 같은 목적들은, 하면에 구비되는 제 1 입수구, 상부 측면에 구비되는 제 2 입수구, 및 상면에 구비되는 출수구를 가지며, 내부에는 이온교환수지가 유동될 수 있게 충진되는 하우징; 하우징 내부에 충진된 이온교환수지가 제 1 입수구와 출수구를 통해 하우징의 외부로 배출되는 것을 방지하도록 하우징 내부의 상하부에 설치된 한 쌍의 메쉬망; 및 원수 공급원으로부터 공급되는 원수를 제 1 및 제 2 입수구로 분기시키는 동시에 제 2 입수구로 유입되는 원수의 량이 제 1 입수구로 유입되는 원수의 량보다 많도록 제 1 및 제 2 입수구로 분기되는 원수의 량을 분배하는 유량 조절 밸브를 포함하는 본 발명에 따른 연수기에 의해 달성된다.
바람직하게는, 유량 제어 밸브에 의해 제 1 및 제 2 입수구으로 각각 분배되는 유량의 비는 5:5 내지 2:8이다
또한, 바람직하게는, 본 발명에 따른 연수기는 출수구를 통해 빠져나가는 물의 온도를 검출하는 온도 센서와, 온도 센서에서 감지된 물의 온도를 표시하는 표시기를 더 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연수기를 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연수기는 하우징(110)과 유량 제어 밸브(120)를 포함한다.
하우징(110)은 1개의 출수구(116)와 2개의 입수구(112, 114)를 가진다. 구체적으로, 출수구(116)는 하우징(110)의 상면에 구비되어 있으며, 제 1 입수구(112)는 하우징(110)의 하면에 구비되어 있고, 제 2 입수구(114)는 하우징(110)의 상부 일면에 출수구(116) 및 제 1 입수구(112)를 통한 물의 흐름과 직각으로 물이 흐르도록 구비되어 있다.
하우징(110)의 내부에는 이온교환수지(130)가 충진되며, 이온교환수지(130)가 제 1 입수구(112)와 출수구(116)를 통해 외부로 배출되는 것을 방지하기 위한 한 쌍의 메쉬망(118a, 118b)이 각각 하우징(110) 내부의 상부 및 하부에 설치되어 있다. 여기서, 이온교환수지(130)는 하우징(110) 내부에서 유동 가능하도록 그 상면이 상부 메쉬망(118a)과 이격되도록 충진되며, 바람직하게는 그 상면이 제 2 입수구(114)보다 낮게 충진된다.
한편, 하우징(110)으로 원수를 공급하는 배관(102)은 유량 제어 밸브(120)에 의해 두 갈래로 분기되어 제 1 및 제 2 입수구(112, 114)로 각각 연결된다. 유량 제어 밸브(120)는 공급되는 원수를 제 1 및 제 2 입수구(112, 114)로 분기시킬 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 입수구(112, 114)로 분기되는 원수의 유량을 서로 다르게 분배한다. 구체적으로, 유량 제어 밸브(120)는 제 2 입수구(114)로 분배되는 양이 제 1 입수구(112)로 분배되는 양보다 훨씬 많도록 분기되는 유량을 제어하며, 바람직하게는 제 1 입수구(112) 및 제 2 입수구(114)로 각각 분배되는 원수의 양은 대략 2:8로 제어한다. 본 실시예에서는 유량 제어 밸브(120)의 구성을 구체적으로 도시하고 설명하지는 않았으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
또한, 출수구(116)의 일측에는 온도 감지 센서(142)가 설치되어 있으며, 온도 감지 센서(142)와 연결된 온도표시기(144)는 사용자가 용이하게 볼 수 있는 위치에 설치되어 있다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 연수기의 작용은 다음과 같다.
배관을 통해 공급되는 원수는 유량 제어 밸브(120)에서 제 1 및 제 2 입수구(112, 114)로 분기되어 하우징(110)으로 유입되며, 이때 제 2 입수구(114)로 유입되는 수량이 제 1 입수구(112)로 유입되는 수량보다 훨씬 많다.
우선, 하우징(110)의 상부 일측에 구비된 제 2 입수구(114)를 통해 하우징(110)의 상부로 다량의 물이 유입되면, 하우징(110) 내부에 충진된 이온교환수지(130)는 약 1.2 정도의 비중을 가지므로 그 상부가 물의 흐름에 의해 용이하게 상방으로 유동되어 부상하게 된다. 곧이어, 출수구(116)로 흐르는 물의 흐름에 의해 부상한 이온교환수지(130)는 상측 메쉬망(118a)의 하면으로부터 소정 두께의 고정층(133)을 형성한다. 이에 따라 제 2 입수구(114)를 통해 유입된 물은 하우징(110)의 상부에 형성된 이온교환수지층(133)을 통과하면서 연수화된 다음 출수구(116)를 통해 배출된다.
한편, 하우징(110) 하측의 제 1 입수구(112)를 통해 하우징(110)으로 유입된 물은 이온교환수지층(133) 하부의 이온교환수지(130)를 유동시킨다. 이에 따라 이온교환수지층(133) 아래에서는 이온교환수지(130)가 계속 순환되며 혼합된다.
연수기의 사용이 중지되면, 즉 원수의 공급이 중단되면 이온교환수지층(133) 및 이온교환수지층(133) 아래의 이온교환수지(130)는 중력에 의해 하방으로 가라앉으면서 서로 섞이게 된다.
이와 같이, 연수기의 사용이 개시될 때와 사용이 중지될 때 이온교환수지가 무작위로 혼합되므로 하우징 내부의 이온교환수지 전체가 낭비없이 고르게 사용된다.
또한, 제 2 입수구를 통해 하우징으로 유입되는 물이 훨씬 많기 때문에 대부분의 원수는 하우징의 상부에 형성된 이온교환수지층만을 통과하여 출수구로 배출되기 때문에, 원수는 매우 신속하게 연수기를 통과한다. 이에 따라, 냉수 및 온수가 혼합된 원수가 입수구를 통해 유입될 때, 출수구와 연결된 샤워기로부터 배출되는 물의 온도는, 도 7에 도시된 바와 같이, 종래에 비하여 매우 빠르게 수도꼭지에서의 온도 변화에 추종한다. 또한, 출수구에 설치된 온도 센서에 의해 출수구를 통해 배출되는 물의 온도가 감지되어 온도 표시기를 통해 표시되므로 사용자는 물의 온도를 용이하게 알 수 있다.
이와 같은 구성 및 작용을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 연수기의 개선 효과를 알아보기 위하여, 본 출원인은 강산성 양이온 교환수지(2eq/L)가 각각 충진된 종래의 연수기 및 본 발명의 일 실시예에 따른 연수기를 이용하여 100ppm의 경수 성분을 함유하는 원수에 대한 연수화 실험을 실시하였다. 실험 결과 이온교환수지 1L당 초기 연수량이 종래의 연수기는 1.0톤으로 나타난 반면 본 발명의 일 실시예에 따른 연수기의 경우 1.2톤으로 나타나 종래에 비해 우수한 연수 효과를 가지는 것으로 판명되었다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.
Claims (3)
- 하면에 구비되는 제 1 입수구, 상부 측면에 구비되는 제 2 입수구, 및 상면에 구비되는 출수구를 가지며, 내부에는 이온교환수지가 유동될 수 있게 충진되는 하우징;상기 하우징 내부에 충진된 이온교환수지가 제 1 입수구와 출수구를 통해 상기 하우징의 외부로 배출되는 것을 방지하도록 상기 하우징 내부의 상하부에 설치된 한 쌍의 메쉬망; 및원수 공급원으로부터 공급되는 원수를 상기 제 1 및 제 2 입수구로 분기시키는 동시에 상기 제 2 입수구로 유입되는 원수의 량이 상기 제 1 입수구로 유입되는 원수의 량보다 많도록 상기 제 1 및 제 2 입수구로 분기되는 원수의 량을 분배하는 유량 조절 밸브를 포함하는 연수기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유량 제어 밸브에 의해 제 1 및 제 2 입수구으로 각각 분배되는 유량의 비는 5:5 내지 2:8인 것을 특징으로 하는 연수기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 출수구를 통해 빠져나가는 물의 온도를 검출하는 온도 센서와, 온도 센서에서 감지된 물의 온도를 표시하는 표시기를 더 포함하는 연수기.
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