KR100613367B1 - 연수필터 및 이를 이용한 이온수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연수필터 및 이를 이용한 이온수기에 관한 것으로서, 특히 연수필터에 바이패스유로를 설치하여 물의 일부는 양이온교환수지를 통과하고 나머지 일부는 양이온교환수지를 통과하지 않고 바이패스유로를 통과하여 상호 혼합되는 연수필터 및 이를 이용한 이온수기에 관한 것이다.

연수필터, 연수기, 이온교환섬유, 미네랄, 바이패스유로

Description

연수필터 및 이를 이용한 이온수기 { WATER SOFTENER FILER AND ION PURIFIER USING THE SAME }

도 1은 종래의 일반적인 연수필터의 구조를 도시한 구조도

도 2는 종래의 일반적인 연수필터의 성능을 도시한 그래프

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연수필터의 구조를 도시한 구조도

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연수필터의 구조를 도시한 구조도

도 5는 본 발명의 연수필터의 성능을 도시한 그래프

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 필터하우징, 12 : 유입부,

14 : 유출부, 20 : 양이온교환수지,

30 : 거름막, 40 : 지지대,

50, 50' : 바이패스유로, 52, 52' : 유입구,

54 : 유출구, 60 : 칸막이.

본 발명은 연수필터 및 이를 이용한 이온수기에 관한 것으로서, 특히 연수필 터에 바이패스유로를 설치한 연수필터 및 이를 이용한 이온수기에 관한 것이다.

최근에는 일반인들이 건강에 대한 관심이 많아지면서 전해식 이온수기 및/또는 경수를 연수로 바꾸어주는 연수기를 많이 사용하고 있다.

전해식 이온수기에 있어서 원료수의 경도농도는 매우 중요한 인자이고, 수중의 경도는 Ca²⁺, Mg²⁺ 등 2가 양이온으로 구성된다.

이들 물질은 전해식 이온수기 내부의 전기분해과정에서 결정체로 전극의 음극표면에 석출된다.

전해식 이온수기의 전극판은 상기 물질로 인해 전기밀도가 상승하여 국부적인 전극의 손상, 알칼리수 또는 산성수의 과전해 등의 품질 문제를 야기 시키므로, DC전압의 +/-를 일정 운전시간 이후 극을 역전시켜 음극에 석출된 스케일을 탈리시켜 퇴수로 배출시킨다.

이러한 문제를 야기 시키는 경도는 대부분의 상수도의 경우 연수(1∼65ppm) 수준을 유지하므로 큰 문제점은 없으나, 100ppm을 초과하는 경수 수준의 지하수를 사용할 경우에는 양이온교환수지를 필터하우징에 충진시킨 연수기를 사용하여 원료수를 처리하면 효과적인 스케일 관리를 할 수 있다.

연수기는 식수제공이 아니라 목욕, 세안, 생활세척용으로 제작된 것으로써 물속에 함유된 각종 이온성분을 양이온교환수지라는 물질을 통하여 흡착 제거함으로써 거친 경수를 부드러운 연수로 만들어 주는 경수연화 장치를 말한다.

이러한 연수기에는 연수필터가 장착되고, 연수필터의 내부에는 양이온교환수 지가 충진되는데, 이러한 양이온교환수지의 충진량에 따라 물사용량이 다르게 된다.

연수기에 대한 자세한 구조는 공개실용신안공보 공개번호 실2000-0015568호에 기재되어 있다.

도 1은 종래의 일반적인 연수필터의 구조를 도시한 구조도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연수필터는 유입부(12)와 유출부(14)가 형성된 필터하우징(10)과 상기 필터하우징(10) 내부에 충진된 양이온교환수지(20)와 상기 양이온교환수지(20)를 감싸는 거름막(30)과 상기 거름막(30)을 지지하는 지지대(40)를 포함하여 이루어진다.

상기 양이온교환수지(20)는 아주 작은 입자로 되어 있고 외부에는 띠가 있어 여기에 양이온 성분인 나트륨(Na+)이 부착되어 있다.

상기 양이온교환수지(20)에 Ca²⁺,Mg²⁺등의 양이온 성분이 유입되면 내부의 Na+와 자리를 교환하여 Na+는 물탱크로 유입되고 Ca²⁺,Mg^2+는 제거된다.

결국, 물의 경도가 높은 지역에서 이온수기를 사용할 경우 연수기를 사용함으로써 이온수기에 스케일이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

도 2는 종래의 일반적인 연수필터의 성능을 도시한 그래프이다.

도 2에는 X축은 운전시간, 통수량 등을 나타내고, Y축은 연수기의 유출수량을 나타내고 있다.

도 2를 살펴보면, 운전초기에는 연수기의 유출수의 경도는 0ppm을 유지하나, 일정시간이 경과할 경우 이온교환성능이 감소하여 유출수내 경도성분이 높아지게 된다.

따라서, 유출수내의 미네랄 성분의 농도가 일정하지 않는 문제점이 있다.

또한, 연수기의 운전초기에는 경도 농도가 0ppm이므로 미네랄성분(Ca²⁺,Mg²⁺ 등)이 모두 제거되는바, 이 물이 이온수기에 공급되어 사용자가 마실 경우 인체에 유익한 미네랄성분이 전혀 몸에 공급되지 않는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이온수기를 사용할 경우 물의 경도가 높아 연수기를 사용하여야 되는 지역에서 칼슘, 마그네슘 등의 미네랄 성분의 농도를 일정하게 하면서 동시에 운전초기상태부터 미네랄 성분이 포함된 물을 제공할 수 있는 연수필터 및 이를 이용한 이온수기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 연수필터는 유입부와 유출부가 형성된 필터하우징과; 상기 필터하우징 내부에 충진된 양이온교환수지와; 상기 양이온교환수지를 감싸는 거름막과; 상기 거름막을 지지하는 지지대를 포함하여 이루어지되, 상기 유입부에 인접한 거름막과 상기 유출부를 직접 연결하는 바이패스유로가 형성된다.

또한, 본 발명의 연수필터는 유입부와 유출부가 형성된 필터하우징과; 상기 필터하우징 내부에 충진된 양이온교환수지와; 상기 양이온교환수지를 감싸는 거름막과; 상기 거름막을 지지하는 지지대를 포함하여 이루어지되, 상기 유입부와 상기 유출부를 직접 연결하는 바이패스유로가 형성되도록 할 수 있다.

이때, 상기 유입부와 연통되는 상기 바이패스유로의 유입구는 상기 지지대 외부로 돌출되되, 물이 직접 통과하는 것을 방지하기 위한 칸막이가 형성되도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 바이패스유로는 상기 양이온교환수지를 관통하도록 함이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 이온수기는 유입부와 유출부가 형성된 필터하우징과; 상기 필터하우징 내부에 충진된 양이온교환수지와; 상기 양이온교환수지를 감싸는 거름막과; 상기 거름막을 지지하는 지지대를 포함하여 이루어진 연수필터가 장착되되, 상기 유입부에 인접한 거름막과 상기 유출부를 직접 연결하는 바이패스유로가 형성된다.

또한, 본 발명의 이온수기는 유입부와 유출부가 형성된 필터하우징과; 상기 필터하우징 내부에 충진된 양이온교환수지와; 상기 양이온교환수지를 감싸는 거름막과; 상기 거름막을 지지하는 지지대를 포함하여 이루어진 연수필터가 장착되되, 상기 유입부와 상기 유출부를 직접 연결하는 바이패스유로가 형성되도록 할 수 있다.

이때, 상기 유입부와 연통되는 상기 바이패스유로의 유입구는 상기 지지대 외부로 돌출되되, 물이 직접 통과하는 것을 방지하기 위한 칸막이가 형성되도록 함 이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

종래 연수필터와 동일한 부분에 대하여는 동일한 기호를 사용한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연수필터의 구조를 도시한 구조도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 연수필터는 필터하우징(10)과 양이온교환수지(20)와 거름막(30)과 지지대(40) 및 바이패스유로(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 필터하우징(10)은 원통형으로써, 양단에는 물이 필터하우징(10) 내부로 유입되는 유입부(12)와 물이 필터하우징(10) 외부로 유출되는 유출부(14)가 형성되어 있다.

칼럼방식의 반응조는 상향류 흐름이 가장 이상적이므로 도 3에 도시된 바와 같이 하부에 유입부(12)가 위치하고 상부에 유출부(14)가 위치하는 구조로 이루어짐이 바람직하다.

이때, 상기 유입부(12)와 유출부(14)는 양단이 아닌 상단 또는 하단에 모두 형성될 수도 있음 물론이며, 이에 관한 구조는 종래의 일반적인 연수필터의 구조와 동일하다.

상기 필터하우징(10)의 내부에는 양이온교환수지(20)가 충진되는데, 상기 양이온교환수지(20)의 크기는 일반적으로 약 수 mm 수준의 작은 알갱이 이므로 이들이 필터하우징(10) 외부로 유실되는 것을 방지하기 위하여 상기 양이온교환수지(20)의 양단에는 거름막(30)이 장착된다.

상기 거름막(30)은 부직포와 같은 재질로 구성된다.

상기 지지대(40)는 상기 거름막(30)과 융착되어 있으며, 또한 필터하우징(10)과 융착 또는 본드 등으로 부착되어 있고, 거름막(30)이 필터하우징(10)과 결합되어 양이온교환수지(20)의 유실을 방지하는 뼈대 역할을 수행한다.

상기 지지대(40)에는 구멍이 형성되어 있어 유입부(12) 또는 유출부(14)를 통하여 물이 자유롭게 유동되도록 한다.

그리고, 상기 바이패스유로(50)는 상기 유입부(12)를 통하여 들어오는 물을 상기 양이온교환수지(20)를 통하지 않고 곧바로 상기 유출부(14)로 배출시키는 유로 역할을 하는 것으로써, 상기 유입부(12)에 인접한 거름막(30)과 상기 유출부(14)를 직접 연결하도록 설치된다.

이때, 상기 바이패스유로(50)는 상기 필터하우징(10) 외부에 설치될 수도 있으나, 상기 필터하우징(10) 내부에서 상기 양이온교환수지(20)를 관통하도록 설치됨이 바람직하다.

또한, 상기 유입부(12)를 통하여 들어오는 물이 바이패스유로(50) 내부로 들어오도록 형성된 바이패스유로(50)의 유입구(52)는 상기 거름막(30) 안에 배치되도록 함이 바람직하다.

이는 상기 거름막(30)이 1차적으로 물을 필터링해주고, 또한 상기 거름막(30)에 의해 물이 상기 바이패스유로(50)의 유입구(52)로 직접 통과하는 것을 방지할 수 있기 때문이다.

이때, 상기 바이패스유로(50)의 양단이 상기 지지대(40)에 의해 지지되고, 상기 바이패스유로(50)의 유입구(52)가 상기 거름막(30)의 안에서 바이패스유로(50)의 측면에 형성될 수도 있다.

그리고 상기 필터하우징(10)과 상기 바이패스유로(50)의 관경비는 1 : 0.99∼0.001이 되도록 함이 바람직하다.

이렇게 함으로써, 필터하우징(10)의 유입부(12)로 유입되는 물의 일부는 상기 양이온교환수지(20)를 통과하도록 하고, 나머지 일부는 상기 양이온교환수지(20)를 통과하지 않고 바이패스유로(50)를 통하여 바로 유출부(14)로 출수되어 상호 혼합되므로 함으로써 연수기 초기 운전상태에서 미네랄 성분을 완전 제거하는 것을 피할 수 있을 뿐만 아니라, 물의 경도를 거의 일정하게 유지시킬 수 있다.

따라서, 이온수기에 이러한 연수필터를 직접 설치하거나, 이러한 연수필터가 장착된 연수기를 설치함으로써 물의 경도가 높아 연수기를 사용하여야 하는 지역에서도 이온수기를 통하여 미네랄 성분이 함유된 물을 마실 수 있다.

이때, 상기 바이패스유로(50)의 유입구(52)의 타단인 유출구(54)는 도 3에 도시된 바와 같이, 지지대(40) 밖으로 돌출되어 형성될 수도 있고, 유입구(52)와 같은 구조로 거름막(30) 안에 배치될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연수필터의 구조를 도시한 구조도이다.

도 4에 도시된 다른 실시예는 도 3에 도시된 실시예와 비교하여 바이패스유로(50')의 설치위치와 칸막이(60) 등에서 차이가 있는바, 이를 중심으로 설명한다.

상기 바이패스유로(50')는 기 양이온교환수지(20)를 관통하면서 상기 필터하 우징(10)의 유입부(12)와 유출부(14)를 직접 연결하는데, 상기 유입부(12)와 연통되는 상기 바이패스유로(50')의 유입구(52')는 상기 지지대(40) 외부로 돌출되도록 설치된다.

이때, 상기 바이패스유로(50')의 유입구(52') 전방에는 칸막이(60) 형성되는데, 이는 물이 상기 바이패스유로(50')의 유입구(52')로 직접 통과하는 것을 방지하기 위함이다.

이때, 상기 바이패스유로(50')의 유입구(52')는 바이패스유로(50') 전방을 막고 측면에 형성시킬 수도 있다.

도 5는 본 발명의 연수필터의 성능을 도시한 그래프이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 초기 운전구간에서도 경도 농도가 약 50ppm 정도 되는 물을 공급할 수 있으며, 이로 인해 이온수기를 사용할 경우 초기 운전구간에서도 미네랄 성분이 함유된 물을 사용자가 마실 수 있다.

또한, 초기 운전구간과 일정시간 경과한 후의 경도를 비교하여 보면, 그 차이가 도 2에 도시된 종전 그래프와 비교하여 차이가 많이 줄어든 것을 알 수 있다.

따라서, 경도가 거의 일정한 연수를 공급할 수 있다.

이때, 초기 운전구간의 경도 농도는 상기 바이패스유로(50)의 관경을 조절함으로써, 사용자 및 지역의 필요에 적절한 경도를 갖는 연수를 공급할 수 있다.

본 발명인 연수필터 및 이를 이용한 이온수기는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 연수필터 및 이를 이용한 이온수기에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 연수필터에 바이패스유로를 형성함으로써, 필터하우징의 유입부로 유입되는 물의 일부는 상기 양이온교환수지를 통과하도록 하고, 나머지 일부는 상기 양이온교환수지를 통과하지 않고 바이패스유로를 통하여 바로 유출부로 출수되어 상호 혼합되므로 함으로써 연수기 초기 운전상태에서 미네랄 성분을 완전 제거하는 것을 피할 수 있을 뿐만 아니라, 물의 경도를 거의 일정하게 유지시킬 수 있다.

이러한, 연수필터를 이온수기에 사용함으로써, 물의 경도가 높아 연수기를 사용하여야 하는 지역에서도 미네랄 성분이 함유된 물을 마실 수 있는 효과가 있다.

둘째, 상기 유입부와 연통되는 상기 바이패스유로의 유입구를 상기 거름막 안에 배치함으로써, 상기 거름막이 1차적으로 물을 필터링해주고 또한 상기 거름막에 의해 물이 상기 바이패스유로의 유입구로 직접 통과하는 것을 방지할 수 있다.

셋째, 상기 유입부와 연통되는 상기 바이패스유로의 유입구를 상기 지지대 외부로 돌출시키고 상기 바이패스유로의 유입구에 칸막이 형성함으로써 물이 상기 바이패스유로의 유입구로 직접 통과하는 것을 방지할 수 있다.

넷째, 상기 바이패스유로를 상기 필터하우징 내부에서 양이온교환수지를 관통하도록 설치함으로써, 구조를 단순하게 할 수 있어 설계가 용이할 뿐만 아니라, 양이온교환수지를 통과한 물과 상호 혼합이 쉽게 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 유입부와 유출부가 형성된 필터하우징과;

   상기 필터하우징 내부에 충진된 양이온교환수지와;

   상기 양이온교환수지를 감싸는 거름막과;

   상기 거름막을 지지하는 지지대를 포함하여 이루어지되,

   상기 유입부에 인접한 거름막과 상기 유출부를 직접 연결하는 바이패스유로가 형성된 것을 특징으로 하는 연수필터.
2. 유입부와 유출부가 형성된 필터하우징과;

   상기 필터하우징 내부에 충진된 양이온교환수지와;

   상기 양이온교환수지를 감싸는 거름막과;

   상기 거름막을 지지하는 지지대를 포함하여 이루어지되,

   상기 유입부와 상기 유출부를 직접 연결하는 바이패스유로가 형성된 것을 특징으로 하는 연수필터.
3. 제2항에 있어서,

   상기 유입부와 연통되는 상기 바이패스유로의 유입구는 상기 지지대 외부로 돌출되되, 물이 직접 통과하는 것을 방지하기 위한 칸막이가 형성된 것을 특징으로 하는 연수필터.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 바이패스유로는 상기 양이온교환수지를 관통하는 것을 특징으로 하는 연수필터.
5. 이온수기에 있어서,

   유입부와 유출부가 형성된 필터하우징과; 상기 필터하우징 내부에 충진된 양이온교환수지와; 상기 양이온교환수지를 감싸는 거름막과; 상기 거름막을 지지하는 지지대를 포함하여 이루어진 연수필터가 장착되되,

   상기 유입부에 인접한 거름막과 상기 유출부를 직접 연결하는 바이패스유로가 형성된 것을 특징으로 하는 이온수기.
6. 이온수기에 있어서,

   유입부와 유출부가 형성된 필터하우징과; 상기 필터하우징 내부에 충진된 양이온교환수지와; 상기 양이온교환수지를 감싸는 거름막과; 상기 거름막을 지지하는 지지대를 포함하여 이루어진 연수필터가 장착되되,

   상기 유입부와 상기 유출부를 직접 연결하는 바이패스유로가 형성된 것을 특징으로 하는 이온수기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 유입부와 연통되는 상기 바이패스유로의 유입구는 상기 지지대 외부로 돌출되되, 물이 직접 통과하는 것을 방지하기 위한 칸막이가 형성된 것을 특징으로 하는 이온수기.

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