KR100536638B1 - 필터형 카트리지 및 수처리 방법 - Google Patents

Abstract

본원은 수처리에서 녹물, 염소 등의 불순물을 제거하기 위한 필터형 카트리지의 구조에 관한 것으로, 수로를 이루는 중간 위치에 본원의 필터형 카트리지를 통과시켜 불순물이 제거된 정제수(이온수 또는 영양수)를 제공하고자 하는 것이다.

본원의 필터형 카트리지는 1차적으로 필터층에서 녹물이나 부유물 등을 제거하고 1차 정제수가 카트리지 상단 및 측면에 0.3 내지 1.0 mm의 홀이 형성되어 인입되는 처리수가 카트리지 내부에 충진 된 비타민C나 키토산 등의 내부충진물과 반응하여 인체 피부에 유해성분인 염소화합물 등의 성분을 제거시키고 피부에 영양을 주는 성분을 함유시켜 영양 정제수를 공급. 제공해 주고자 하는 것이다. 보다 구체적으로 본원의 불순물 제거 및 영양수 제공 기능을 달성하기 위한 필터구조는 카트리지 하부에 3.0 내지 10.0 mm 두께의 부직포가 장착되어 일차적으로 수중에 함유된 먼지, 녹물, 부유물 등을 제거시키고, 1차 정제수가 카트리지 상단 및 측면에 0.3 내지 1.0 mm의 홀을 통하여 인입되고 카트리지 내부에 충진된 비타민 C 나 키토산 등의 내부충진물과 반응하여 수중에 미량 함유된 염소화합물을 제거시키고 인체 피부에 유익한 내부충진물을 함유시켜 영양수를 배출. 제공케 하고자 하는 것이다.

Description

필터형 카트리지 및 수처리 방법{Filter type cartridge}

본원은 수처리에서 처리수 내의 불순물 및 염소화합물 등 인체에 유해성분을 제거하기 위한 필터의 구조에 관한 것으로, 수로를 이루는 중간 위치에 본원의 필터형 카트리지를 구비하고 이를 통과시켜 불순물이 제거된 정제수를 제공하고자 하는 것이다.

본원의 필터형 카트리지는 카트리지 상단 및 측면에 0.3 내지 1.0 mm의 홀이 형성되어 인입되는 처리수가 카트리지 내부에 충진된 비타민 C 나 키토산 등의 내부충진물과 반응하여 인체 피부에 유해성분인 염소 등의 성분을 제거시키고 피부에 영양을 주는 성분을 함유시켜 영양 정제수를 제공해 주고자 하는 것이다. 본원의 카트리지 상단 및 측면에는 0.3 내지 1.0 mm의 홀이 2 내지 10 개 형성되고, 상기 내부 충진물의 사용 상태를 육안으로 식별할 수 있도록 투명 또는 반투명 재질로 이루어진 카트리지를 이용하는 필터에 관한 것이다.

통상 각 지방자치단체에서는 각 가정에 수돗물을 제공하고자 하는 경우 정수장에서 염소 성분을 투입하여 소독을 실시하게 되는데, 상기 염소 성분은 정수 과정 또는 각 가정으로 공급되는 과정에서 일부 대기 속으로 휘발되어 제거되기도 하지만 대부분의 염소 성분은 제거되지 않고 물 속에 용해되어 잔류하기 때문에 수돗물 특유의 염소 소독 냄새를 제공하는 원인이 된다.

상기 잔류 염소량이 높을 경우, 어린이나 피부가 약한 사람에게 피부염, 아토피성 질환을 일으키는 원인으로 작용하거나 잔류 염소량이 높은 물을 데워 사용할 경우는 증기 속에 포함된 염소 성분이 기관지 또는 폐가 약한 사람에게 매우 나쁜 영향을 줄 뿐만 아니라 THM(트리할로메탄)이라는 발암물질을 발생시키는 요인으로 작용하는 것으로도 알려져 있다.

인체에 유해한 상기 잔류 염소 성분을 제거하기 위하여 다양하게 여러 방법이 사용, 시도되고 있는 바, 그의 한 실시예로 샤워기헤드 내부에 여과장치를 구비하여 잔류 염소 성분을 제거할 수 있는 샤워기가 공지되어 있다. 그러나 상기 샤워기는 잔류 염소량의 제거효율이 떨어지고 수압에 영향을 받아 저 수압 가정에서는 사용이 어렵다는 단점이 있다.

잔류 염소 성분을 제거하기 위한 다른 방법으로 필터 내부에 비타민 C를 충진하여 제작된 필터가 공지되어 있다[대한민국 특허출원 제2001-68335호]. 상기 필터는 수돗물 내에 함유되어 있는 염소성분에 대하여, 비타민 C가 하기 반응식 1과 같은 화학반응을 통하여 염소 성분을 제거한다고 밝히고 있다.

반응식 1

C₆H₈O₆(비타민) + HOCl(하이포아염소산) => C₆H₆O ₆-H₂O + HCl(염산)

상기 필터류는 유입되는 물에 의하여 비타민 C 성분이 빠른 시간에 소진되므로 그 용해성을 늦추기 위하여, 비타민 C 이외에 난용성의 키토산을 추가로 구성할 수 있으며, 경화제로서 황산칼슘을 일정량 혼합하여 고형화 시킨 고형체 필터가 사용되기도 한다. 이때, 상기 고형체 필터는 고형화를 위하여 사용된 과량의 황산칼슘으로 인하여 연수기에 장착할 경우 필터의 연수기능이 현저히 떨어지고 사용기간이 짧아지게 되는 문제점도 발생하게 된다.

또한 비타민 C를 다수의 기공이 형성된 세라믹 통을 내재하여 삼투압을 이용하여 소량씩 방출되도록 시도되기도 하였으나, 소재 특성상 필터 상태를 확인하기 어렵고, 플라스틱 재질에 비하여 두꺼워서 샤워기 내에 적용 시 세라믹 통 내의 내부공간이 줄어들어 사용기간이 줄어드는 문제점을 갖고 있었다.

또한, 본 발명자들은 대한민국 등록실용공보 제20-319143호에서 황산칼슘의 경화제를 따로 첨가하지 않고, 비타민 C 및 키토산 성분을 분말상태로 카트리지 내부에 충진 하고, 상기 카트리지에 0.3 내지 1.0 mm의 직경을 갖는 홀을 2 내지 10 개로 구성되며, 내부 충진물의 사용 상태를 육안으로 식별할 수 있도록 투명 또는 반투명 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 염소 제거용 필터를 제안한 바 있다. 상기 필터는 비타민 C 및 키토산 분말을 소정의 홀을 갖는 투명 카트리지 내에 충진 함으로써 내용물이 카트리지의 홀을 통하여 조금씩 방출되어 물 속의 염소를 제거하고 기타 중금속 등의 유해물질을 흡착하도록 고안되어 출원되어 사용하여 왔으나 유체의 흐름이 원활치 아니하여 이의 개선책을 찾고자 노력하였다.

본원은 카트리지 내부에 비타민 C를 함유하는 내부충진물과 처리 대상수가 효과적으로 접촉되도록 카트리지 상단에 유로를 바꿔주는 배플을 설치해 줌으로서 처리 대상수가 상기 비타민 C 및 키토산의 내부충진물과 충분히 접촉하고 용출될 수 있도록 개선된 필터구조를 제공함으로써 본원을 완성하였다.

본원은 수처리에서 염소화합물과 입자성 부유물 등의 불순물을 제거하기 위한 필터의 구조에 관한 것으로, 수로를 이루는 중간 위치에 본원의 필터형 카트리지를 구비하고 처리 대상수가 이를 통과하여 불순물이 제거된 정제수를 얻는 필터형 카트리지를 제공하고자 하는 것이다.

본원의 필터는 카트리지를 이용하는 구조로 하여 카트리지 상단 및 측면에 0.3 내지 1.0 mm의 홀이 형성되어 인입되는 처리수가 카트리지 내부에 충진된 비타민 C 나 키토산 등의 내부충진물과 반응하여 인체 피부에 유해성분인 염소등의 성분을 제거시키고 피부에 영양을 주는 성분을 함유시켜 영양 정제수를 얻는 필터구조를 제공해 주고자 하는 것이다. 보다 구체적으로 본원의 불순물 제거 및 영양수 제공 기능을 달성하기 위한 필터구조는 카트리지 하부에 3.0 내지 10.0 mm 두께의 부직포가 장착되어 일차적으로 수중에 함유된 입자성 부유물, 녹물 등을 제거시키고, 1차 정제수가 카트리지 상단 및 측면에 0.3 내지 1.0 mm의 홀을 통하여 인입되고 카트리지 내부에 충진된 비타민 C 나 키토산 등의 내부충진물과 반응하여 수중에 미량 함유된 염소화합물 등의 유해성분을 제거시키고 인체 피부에 유익한 내부충진물을 함유시켜 영양수를 배출. 제공케 하는 필터형 카트리지에 관한 것이다.

또한 본원은 수처리 시설에서 수로를 이루는 중간 위치에 필터형 카트리지가 설치되 되, 카트리지 내부에는 비타민 C나 키토산 등의 내부충진물이 충진되고, 원형 카트리지의 상단 및 측면에는 처리수가 통과되는 홀이 다수개 형성되어 처리 대상수를 카트리지 충진물과 접촉 반응시켜 불순물을 제거하는 수처리 방법을 제공하고자 하는 것으로, 카트리지는 하부와 상부가 직경이 다르게 제작 되어 하부는 실린더 내에 밀착되는 직경을 갖고 상부는 실린더와 카트리지 사이로 유로를 형성하되 카트리지 상단에 유로를 바꿔주는 배플 분사판이 설치되어 상방향 유로가 배플분사판에 부딛쳐 카트리지 상단 및 측면에 배설된 홀을 통하여 카트리지로 인입되어 카트리지 내부충진물과 접촉. 반응하여 유해물질은 제거하고 유용한 물질을 함유시켜 배출시키는 수처리방법을 제공하고자 하는 것이다.

따라서, 상기 목적을 달성하기 위하여 본원의 필터형 카트리지는 카트리지 상단 및 측면에 0.3 내지 1.0 mm의 홀이 형성되어 인입되는 처리수가 카트리지 내부에 충진된 비타민 C 나 키토산 등의 내부 충진물과 처리 대상수가 효과적으로 접촉 될 수 있도록 카트리지 상단에 유로를 바꿔주는 배플분사판을 설치해 줌으로서 처리 대상수가 상기 비타민 C 및 키토산, 녹차추출물 등의 내부충진물과 충분히 접촉하여 인체나 피부에 나쁜 영향을 주는 염소 등의 유해성분을 완화. 제거시키고 피부에 좋은 영양을 주는 기능성 영양성분을 함유시켜 영양 정제수를 일정량 지속적으로 제공해 주고자 하는 필터형 카트리지에 관한 것이다.

보다 구체적으로 본원의 불순물 제거 및 영양수 제공 기능을 달성하기 위한 필터형 카트리지는 하부에 3.0 내지 10.0 mm 두께의 부직포가 장착되어 일차적으로 수중에 함유된 먼지, 녹물, 입자성부유물 등을 제거시키고, 1차 정제수가 외부 실린더와 카트리지 사이로 흐르면서 카트지지 상단 및 측면에 0.3 내지 1.0 mm의 홀을 통하여 카트리지로 인입되어 카트리지 내부에 충진된 비타민 C 나 키토산 등의 내부충진물과 반응하여 수중에 미량 함유된 염소나 유해원소를 제거시키고 인체 피부에 유익한 내부충진물을 함유시켜 영양수를 배출시켜 주기 위한 최적의 접촉조건을 제공하기 위해 카트리지 상단에 유로를 바꿔주는 배플분사판을 설치해 줌으로서 상방향 유로가 배플분사판에 부딛처 카트리지 상단 및 측면에 배설된 0.3 내지 1.0 mm의 홀을 통하여 카트리지로 인입되고 카트리지 내부에 충진된 비타민 C 나 키토산 등의 내부충진물과 충분히 접촉. 반응하여 유해물질은 제거하고 유용한 물질을 함유시켜 배출시키는 필터형 카트리지를 제공하고자 하는 것이다.

또한 일반 수처리 시설에서 수로를 이루는 중간 위치에 본원의 필터형 카트리지가 설치되어 적용되는 경우, 카트리지 내부에는 비타민 C나 키토산 등의 내부충진물이 충진되고, 원형 카트리지의 외곽 상단 및 측면에는 처리수가 통과되는 홀이 다수개 형성되어 처리 대상수를 카트리지 속에 저장된 내부 충진물과 접촉 반응시켜 불순물을 제거하는 수처리 방법에서, 카트리지가 하부와 상부가 직경이 다르게 제작 되어 하부는 실린더 내에 밀착되는 직경을 갖고 상부는 실린더와 카트리지 사이로 유로를 형성하되 카트리지 상단에 유로를 바꿔주는 배플분사판이 설치되어 상방향 유로가 배플분사판에 부딛쳐 카트리지 상단 및 측면에 배설된 홀을 통하여 카트리지 내부로 인입되어 카트리지 내부충진물과 접촉. 반응하여 염소화합물 등의 유해물질은 제거하고 비타민이나 키토산 등 인체 피부미용에 좋은 기능함유 물질을 함유시켜 배출시키는 수처리 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 원의 구체적인 실시사양으로는 카트리지 내부에 비타민 C나 기타 추출물을 함유하는 내부충진물로 충진되고, 적용대상 처리대상 수(水)에 따라 그 직경과 홀의 크지가 가감되어 다르게 적용될 수 있지만 일반 가정용 수돗물을 처리대상수로 하는 경우 카트리지 상단 및 측면에 0.1 내지 0.5 mm의 홀이 카트리지의 적용대상과 크기에 따라 2 내지 5개 형성된 카트리지를 구비한 필터형 카트리지 구조에서, 상기 카트리지 내부에 비타민 C 분말 90 중량부 내지 97 중량부 및 키토산 분말 3 중량부 내지 10 중량부가 충진되고 1 내지 3 개의 세라믹 볼이 포함되고, 카트리지 하부에 3.0 내지 10.0 mm 두께의 부직포가 장착된 [도면1]과 같은 구조의 필터사양이 제시될 수 있다.

또한 바람직한 필터구조의 다른 실시사양으로는 상기 카트리지 내부에 비타민 C 및 키토산 분말, 녹차 추출물, 알로에 추출물의 조성물 및 1 내지 3 개의 세라믹 볼이 혼합되어 압축성형된 고형체가 카트리지 내부에 충진되고, 카트리지 하부에 3.0 내지 10.0 mm 두께의 부직포가 장착된 필터구조가 제시될 수도 있다.

또 가장 간단한 실시예로 상기 카트리지 내에 비타민C 100 중량부가 충진되고, 카트리지 하부에 3.0 내지 10.0 mm 두께의 부직포가 장착된 [도면1]과 같은 구조의 필터사양이 제시될 수 있다.

따라서, 상기 [도면1]의 필터는 수돗물이 카트리지 하부에 장착된 부직포에 접촉함으로써 1차적으로 먼지나 녹물, 입자성부유물 등의 이물질을 제거하게 되고, 상기 1차 정제된 물이 카트리지 상부 및 측면에 형성된 홀을 통과하여 카트리지 내부에 충진된 비타민 C 및 키토산 등의 내부충진물과 접촉되게 되는 구조의 것이나 대부분의 인입수가 수압으로 카트리지 상단까지 이르게 될 때 본원의 배플분사판에 부딛치며 유로를 바꿔 카트리지로 일정량의 수압을 갖고 분산. 인입되고 카트리지 내용물과 균일하게 접촉. 반응되어 유해물질을 제거하고 유효성분을 함유시켜 일정량으로 균일하게 배출시키는 기능을 수행할 수 있는 필터형 카트리지 구조인 것이다.

본 원의 필터에 사용되는 내부충진물은 비타민 C만을 사용할 수도 있고 비타민 C와 키토산을 포함하는 것으로 사용될 수 있으며, 비타민 C의 수용성으로 인한 빠른 용해 속도를 지연시키고자 물에 대하여 난용성인 키토산이나 다른 유효성분을 함께 포함함으로써, 비타민 C를 서서히 용출되도록 조절될 수 있도록 사용할 수 있다.

본원의 적용 예로는 본원의 필터가 수돗물을 공급하는 샤워기 또는 수도 꼭지에 장착될 경우에는 바람직한 키토산의 혼합비율은 비타민 C에 대하여, 3 중량부 내지 10 중량부로 적용될 수 있다.

또한, 본원 필터는 별도의 경화제를 사용하지 않으므로 연수기능을 저하시킴이 없이 연수기의 전처리 필터로서, 화장실의 비데용 필터로서, 화장수용 필터로서, 일반 가정이나 직장에서 사용되는 정수기의 전처리 필터로서 얼마든지 응용되어 사용되어 질 수 있다.

본원 필터는 내부충진물인 비타민 C의 느린 용출을 위하여 비타민 C 및 키토산을 압축성형하여 제조된 고형체를 카트리지 내부에 삽입시켜 사용할 수도 있으며 이때에도 별도의 경화제를 포함시키지 않으므로, 통상의 경화제 첨가로 인한 문제를 해소할 수 있다.

또한, 압축성형된 고형제를 사용할 경우, 필터 제작 및 리필이 보다 간편하고, 비타민 C의 용출속도를 원하는 속도로 조절, 유지할 수도 있다.

상기 비타민 C나 키토산의 내부충진물 이외에도 녹차추출물 1 내지 5 중량%를 추가로 포함할 수 있다. 상기 녹차추출물은 카테킨 성분이 함유되어 항산화작용과 가려움증 완화에 효과가 있으므로, 비타민 C 및 키토산의 조성에 추가로 사용하여 상승효과를 얻을 수 있으며, 비타민 C가 서서히 용출되도록 조성된 상기 조성물의 범위에 영향을 미치지 않을 정도로 첨가되는 것이 바람직하며 그의 바람직한 일례로, 비타민 92 중량%, 키토산 4 중량% 및 녹차추출물 4 중량%로 혼합하여 사용되어 질 수 있다.

또한, 향 치료로 인한 상승효과를 부여하기 위하여 상기 비타민 C 및 키토산 조성 이외에 아로마 추출물 1.0 내지2.0 중량%를 추가로 포함할 수 있으며 이때, 아로마 추출물의 바람직한 혼합 비율은 비타민 95 중량%, 키토산 3.0 내지 4.0 중량% 및 아로마 추출물 1.0 내지 2.0 중량%를 포함한다. 상기 아로마 추출물은 페넬(fennel), 라벤더, 카모마일, 티트리, 로즈우드, 페퍼민트 및 아테미시아 캐필라리스 턴브(atemisia capillaris tunb)로 구성된 군에서 선택되어 사용될 수 있다.

또한 카트리지 내부는 1 내지 3 개의 세라믹 볼을 포함시킴으로서 필터의 교환시기를 확인케 할 수 있으며, 상기 세라믹 볼의 직경은 3.0 내지 6.0 mm의 크기로 사용되어 질 수 있다.

본원 필터는 카트리지 하부에 3.0 내지 10.0 mm 두께의 부직포가 장착되는 구조의 것으로, 통상의 부직포 또는 활성탄이 함유된 부직포를 사용하여 급수관송수관 등 에서 발생하는 녹물 등의 부식물, 잔류물, 등의 유해물질을 1차적으로 제거시키고자 하는 것으로 인입수가 강한 수압으로 부직포를 거치면서 유입수 내에 함유된 녹찌꺼기 및 입자성부유물 등의 불순물이 일차로 제거된다.

본원 필터는 사용목적 및 용도에 따라 봉 형태, 구형, 다각형 또는 봉형 및 원형을 결합한 형태로 카트리지의 모양을 다양하게 변형 제작하여 샤워용 헤드, 욕조, 화장실, 부엌의 수도꼭지, 비데, 연수기, 정수기, 기타 수처리의 전.후처리 필터 등으로 다양한 분야에서 다양하게 변형시켜 적용시킬 수 있다.

또한 본원의 발명품을 일반 가정용 샤워기에 적용하는 카트리지로 예를 들어 설명하면 일정모델 규격을 갖는 샤워기의 내경에 적합하도록 [도1]에 제시하는 카트리지를 1셋트로 사출성형하여 사용되고 카트리지 내부에는 비타민 C 및 키토산 분말, 녹차 추출물, 알로에 추출물의 조성물 및 1 내지 3 개의 세라믹 볼이 혼합되어 압축성형된 고형체가 카트리지 내부에 충진되어 그 내부충진물을 일정기간 후 리필하며 해당 샤워기에 장착하여 사용할 수 있으며, 샤워기가 아닌 가정용 정수기의 음용수 시설, 산업용 정수시설, 병원의 이온수 제조시설, 알카리수 제조시설 등 그 특성에 따라 얼마든지 그 크기와 적용범위를 확대하여 사용될 수 있음은 물론이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명을 보다 상세히 설명한다.

도1은 본원의 필터형 카트리지의 분해도를 나타낸 것이다. 구체적으로, 투명 카트리지(10)의 상부 및 측면에 홀(17, 17')이 형성된 투명 카트리지(10)가 하부로 부직포(15) 여과층(11)을 갖는 구조로 형성되고 ; 상기 카트리지 상부로 동일한 직경을 갖는 카트리지 뚜껑(13)과 O-링(14)이 삽입되는 구조; 및 상기 카트리지 뚜껑(13) 상부로는 배플걸림턱(15), 배플걸림턱 위에는 배플분사판(16)이 장착되어 하부로부터 수압으로 밀고 올라오는 수로의 흐름을 바꿔 분산시켜 카트리지 상부 및 측면에 부설된 홀을 통하여 카트리지 내부로 물을 흐르게 하는 구조로 구성되는 구조이다.

도1에서는 본원구조물의 이해를 돕기 위하여 분해 사시도로 나타낸 것 이나 실제 사용시에는 카트리지(10)와 여과층(11)이 일체로 사출성형되고, 상부 뚜껑(13)과 배플걸림턱(15) 배플분사판(16)이 일체로 사출성형 되어 사용될 수 있을 것이다.

도 2는 상기 필터형 카트리지의 단면도로서, 투명 카트리지(10) 내부에는 내부충진물(20)및 1 내지 5개의 세라믹 볼(21)이 충진된다. 또한, 상기 필터형 카트리지는 O-링(14)을 포함한 카트리지 뚜껑(13)을 구비함으로써, 카트리지를 용이하게 분리할 수 있고, 사용 후 내부충진물(20)을 리필할 수 있다.

도 3은 상기 필터형 카트리지가 실제로 실린더부(100)에 장착되어 일반 수처리의 수로를 이루는 호스 또는 파이프(101)의 의 중간에 삽입 연결되어 사용되는 상태도를 나타낸 것이다.

도3 에서는 본원의 필터형 카트리지가 호스나 파이프에 연결되어 사용되는 상태만을 간략히 도시하고 있으나 이는 사용목적 및 용도에 따라 봉 형태, 구형, 다각형 또는 봉형 및 원형을 결합한 형태로 카트리지의 모양을 다양하게 변형 제작하여 가정용 정수기, 욕조, 화장실, 부엌의 수도꼭지, 비데, 연수기, 기타 산업용 수처리 시설의 전.후 처리 필터용도 등으로 다양한 분야에서 다양하게 변형시켜 적용시킬 수 있을 것이다.

도 4는 상기 필터형 카트리지를 샤워기에 적용하여 나타 낸 사용상태도로서, 필터형 카트리지를 샤워기 손잡이부가 실린더부를 겸하여 사용. 장착할 수도 있음을 상태도를 나타낸 것이다.

상기 도4에서 샤워기의 헤드부(102), 실린더부(100 : 손잡이부를 겸하고 있음), 살수부(103)는 별도로 나타내지 않았으나 나사 또는 베이어닛 결합으로 탈착이 가능하게 연결될 수 있음은 자명한 것이다.

본원의 수처리 메카니즘을 제시된 도면을 통하여 다시 요약 상세히 설명한다면,

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 물 유입부(1)에서 유입된 물이 활성탄 부직포(12)를 통과하면서 일차로 입자상부유물이나 녹물 등의 불순물을 제거시키고, 상기 부직포(12)를 경유한 1차 정제수가 수압으로 여과수배출홈(19)을 통하여 실린더부(200)와 카트리지(10) 사이로 흘러 카트리지 상단에 설치된 배플분사판(16)에 부딛처 카트리지 상부 및 측면에 형성된 홀(17, 17')을 통하여 카트리지 내부로 유입된다. 이때, 염소화합물 등의 유해성분은 비타민 C, 키토산 등을 함유하는 내부충진물과 접촉 반응하여 유해성분이 제거되고 비타민이나 키토산 알로에추출물 등의 영양성분을 함유한 기능수를 함유시켜 밀도와 압력 차이로 다시 홀(17)을 거쳐 유출부(2)를 경유하여 기능정제수를 배출하게 되는 원리인 것이다.

상기 투명 카트리지(10)는 폴리프로필렌 또는 ABS 수지 등의 합성수지 재질로 이루어진 투명 또는 반투명 소재의 카트리지가 사용되어 욕조나 세면기, 정수기, 샤워기 등에 장착된 상태에서 내부충진물(20)의 사용 상태를 육안으로 용이하게 식별하게 사용되어 리필의 필요를 알게 할 수 있다.

특히, 상기 내부충진물(20)이 분말일 경우, 분말이 젤 상태로 바뀌면서 투명해져서 필터의 교환시기를 판단하기 어려움에 대비하여, 투명 카트리지(10) 내부에 내부충진물(20)과 함께 세라믹 볼(21)을 1 내지 5 개 정도 포함함으로써, 젤 상태와 물(액체) 상태를 쉽게 구분하여 필터의 교체시기를 결정하게 할 수도 있게 한다.

상기 카트리지 상부 또는 측면에 형성된 홀(17, 17')은 필터 내부충진물(20)이 수압에 적게 영향을 받으면서 서서히 방출될 수 있도록 하기 위하여 카트리지의 사용목적과 대상 그 크기에따라 달라질 수 있지만 일반 가정에서 사용되는 수돗물을 처리하는 경우 홀의 직경은 0.3 내지 1.0 ㎜이고, 내부 충진물(20)의 용출속도에 따라 2 내지 10 개의 홀(33)의 수를 만들어 용출속도를 조절할 수 있다. 홀(17)의 직경이 0.3 ㎜ 미만이고, 홀의 갯수가 2 개 이하일 경우, 물의 유입 및 유출이 용이하지 못하며, 직경이 1.0 ㎜를 초과하거나 홀의 갯수가 10 개 이상일 경우, 카트리지 내부에 충진된 내부충진물(20)가 물에 쉽게 용해되어 카트리지 밖으로 필요이상 방출되고, 결국 필터 수명을 줄이게 된다.

또한 상기 필터형 카트리지의 배플분사판은 실린더 내경에 맞는 원형판이 그대로 사용되거나 타원형으로 되어 처리 대상수와 카트리지 내용물과의 접촉시간 및 유출 속도를 조절할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다. 처리 대사수의 양이 적고 저속으로 영양수를 얻고자하는 경우에는 원형판을 사용하여 유량전체를 카트리지 내부 충진물과 접촉. 반응시킬 수 있고, 처리 대상수가 많고 유속을 크게 하고자 할 경우에는 타원형판을 사용하게 하여 일부는 바이패스 시킬 수도 있는 것으로 적용대상과 현장의 사용용도에 따라 선택적으로 사용할 수 있을 것이다.

이상의 도면에서는 내부충진물(20)이 비타민 C 및 키토산 분말을 혼합조성한 것으로 설명하고 있으나, 본원의 필터 카트리지의 제 2의 실시예로서 상기 내부충진물(20)이 비타민 C 및 키토산 분말 또는 세라믹 볼을 추가로 혼합하여 통상의 프레스로 압축성형하여 제조된 고형체를 투명 카트리지(10) 내부에 삽입하는 것을 제외하고는 상기 제 1의 실시예와 동일하게 적용시킬 수 있다.

또한 상기 분말을 압축성형하여 제조된 고형체는 용도에 따라 봉 형태, 구형, 다각형 또는 봉형 및 원형을 결합한 형태로 모양을 다양하게 변화시킬 수 있고, 제조된 고형체를 카트리지 내부에 삽입하여 사용하기 편한 형태로 필터형 카트리지를 제작할 수 있으므로, 제작 공정이 간편하다. 특히, 내부 충진물이 고형체로 인하여, 비타민 C의 느린 용출 효과와 리필의 용이성을 장점으로 가질 수 있다.

본원 필터형 카트리지는 카트리지 내부에 비타민 C 및 키토산 분말 또는 상기 분말을 압축성형한 고형체를 충진함으로써 카트리지 내부로 물이 유입 전에는 내용물간에 상호 반응이 없기 때문에 장기간 보관이 가능하고,

카트리지 내부에 비타민 C 및 키토산 조성만을 사용하고 별도의 경화제를 사용하지 않음으로써, 경화제에 의한 연수기능의 저하 없이 연수기의 전처리 필터, 비데용 필터, 수도꼭지용 필터, 화장수용 필터로 유용하고,

카트리지 내부에 세라믹 볼을 포함하여 필터 교환 시기를 식별할 수 있는 편리성을 제공하는 필터형 카트리지의 구조를 제공하고,

카트리지는 하부와 상부가 직경이 다르게 제작 되어 하부는 실린더 내에 밀착되는 직경을 갖고 상부는 실린더와 카트리지 사이로 유로를 형성하되 카트리지 상단에 유로를 바꿔주는 배플분사판이 설치되어 상방향 유로가 배플분사판에 부딛처 카트리지 상단 및 측면에 배설된 홀을 통하여 카트리지로 인입되어 카트리지 내부충진물과 접촉. 반응하여 유해물질은 제거하고 유용한 물질을 함유시켜 배출시키는 수처리방법을 제공한다.

본원의 발명품을 일반 가정용 샤워기에 적용하는 카트리지를 예를 들면 일정모델 규격을 갖는 샤워기의 내경에 적합하도록 [도1]에 제시하는 카트리지를 1셋트로 사출성형하여 사용되고 카트리지 내부에는 비타민 C 및 키토산 분말, 녹차 추출물, 알로에 추출물의 조성물 및 1 내지 3 개의 세라믹 볼이 혼합되어 압축성형된 고형체가 카트리지 내부에 충진되어 그 내부충진물을 일정기간 후 리필하며 해당 샤워기에 장착하여 사용할 수 있으며, 샤워기가 아닌 가정용 정수기의 음용수 시설, 산업용 정수시설, 병원의 이온수 제조시설, 알카리수 제조시설 등의 전처리, 후처리시설로서 그 특성에 따라 얼마든지 그 크기와 적용범위를 확대하여 사용될 수 있음은 물론이다.

이상 본 원에 기재된 구체적 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본원의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 적용이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1은 본원의 필터형 카트리지의 분해도.

도 2는 본원의 필터형 카트리지의 단면도.

도 3은 본원의 필터형 카트리지가 실린더부와 결합되어 수처리 시설에 장착한 일 실시예의 도면.

도 4는 본원의 필터형 카트리지가 샤워기에 장착된 일 실시예의 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 물 유입부 2: 물 유출부

10: 투명 카트리지 11: 카트리지 내의 여과층

12: 여과층 내의 부직포 13: 카트리지 뚜껑

14: O-링 15: 배플고정대

16: 배플 17, 17': 홀 구멍

18: 여과수 배출구 19: 부직포 걸림턱

20: 내부 충진물 21: 세라믹 볼

100: 실린더부 101 : 물 호스 또는 파이프

102: 샤워기 헤드부 103 : 샤워기 살수부

Claims (3)

1. 수처리 시설에서 수로를 이루는 중간 위치에 필터형 카트리지가 설치되고, 카트리지 내부에는 비타민 C 등의 내부충진물이 충진되며, 카트리지에는 처리대상 수(水)가 통과되는 홀(hole)이 다수 개 형성되어 처리 대상수가 카트리지 내부충진물과 접촉 반응되어 인체 유해성분을 완화. 제거시키는 수처리 방법에 있어서,

   카트리지는 하부와 상부가 직경이 다르게 제작 되 되 하부는 실린더 내에 밀착되는 직경을 갖고 하부내부로는 여과층을 형성하여 입자상부유물을 제거시키고, 상부는 실린더와 카트리지 사이로 유로를 형성하되 카트리지 상단에 유로를 바꿔주는 배플분사판이 설치되어 상방향 유로가 배플분사판에 부딛처 카트리지 상단 및 측면에 배설된 홀을 통하여 카트리지로 인입되어 카트리지 내부충진물과 접촉. 반응하여 유해물질은 제거하고 유용한 물질을 함유시켜 배출시키는 수처리방법.
2. 수처리 시설에서 수로를 이루는 중간 위치에 필터형 카트리지가 설치되 되, 카트리지 내부에는 비타민 C나 키토산 등의 내부충진물이 충진되고, 카트리지의 상단 및 측면에는 처리수가 통과되는 홀이 다수개 형성되어 처리 대상수를 카트리지 충진물과 접촉 반응시켜 불순물이 제거된 정제수를 얻는 필터형 카트리지에 있어서,

   카트리지 하부에 3.0 내지 10.0 mm 두께의 활성탄 부직포가 장착되는 내부 홈을 갖는 필터층을 갖고, 1차 정제수가 카트리지 상단 및 측면에 0.3 내지 1.0 mm의 홀을 통하여 카트리지로 인입될 시 카트리지 상단에 유로를 바꿔주는 배플분사판이 설치되어 상방향 유로가 배플분사판에 부딛처 카트리지 상단 및 측면에 배설된 홀을 통하여 카트리지로 인입되어 카트리지 내부충진물과 접촉. 반응하여 유해물질은 제거하고 유용한 물질을 함유시켜 배출시키는 것을 특징으로 하는 필터형 카트리지.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 필터형 카트리지의 배플분사판이 실린더 내경에 맞는 원형판이나 타원형판으로 되어 유속을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 필터형 카트리지.