KR100926211B1 - 정수용 필터 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크대, 샤워기 혹은 비데장치 등에 설치되어 수도물이 최종 배출되기 전에 정수처리될 수 있도록 개발된 정수용 필터 조립체에 관한 것으로, 상부하우징과 하부하우징의 결합으로 내부에 빈 공간을 형성하게 되며, 상기 상부하우징의 상단부와 하부하우징의 하단부에는 유로와 연결될 수 있는 체결구가 형성되는 하우징; 상기 하우징 내부 공간에 설치되며 중심축을 따라 개구된 개구홀이 형성되는 중공 원통체로서 외면에는 상하 단부 근처 일부영역을 제외한 전체 영역에 걸쳐 함몰 혹은 돌출되어 물의 흐름을 원활히 유도하는 와류형성부가 구비되는 활성탄필터; 상기 활성탄필터의 일측단부에 결합되는 밀폐마개; 상기 활성탄필터의 타측단부에 결합되는 것으로 상기 개구홀과 연결되어 물이 유출입 될 수 있되, 외면에는 상기 체결구 내경면과 긴밀한 접촉상태를 이룰 수 있게 다수의 씰링부재가 결합된 가이드관이 구비되는 유도마개;를 포함하여 구성되어 물의 흐름이 좋아져 상기 활성탄필터 전체에 걸쳐서 고른 정수작용이 유도될 수 있도록 함을 특징으로 하는 정수용 필터 조립체이다.

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Description

정수용 필터 조립체{Filter assembly for purifying water}

본 발명은 싱크대, 샤워기 혹은 비데장치 등에 설치되어 수도물이 최종 배출되기 전에 정수처리될 수 있도록 개발된 정수용 필터 조립체에 관련되는 기술이다.

산업화의 급속한 진전과 지구 환경의 오염으로 물의 중요성은 갈수록 부각되고 있으며 미래에는 물도 석유와 같이 고가로 거래될 수 있는 자원이 될 것으로 예상되고 있다.

현재에도 각 가정으로 공급되는 수도물은 정수장에서 각종 화학물질 등을 이용하여 정수처리한 후 관로를 통해서 공급되고 있다. 정수장에서의 정수처리가 되더라도 부식되고 오염된 관로를 따라 이동되면서 물은 변질될 가능성이 높고 흙이나 모래, 부식된 철성분을 비롯한 각종의 유해금속 성분도 포함될 수 있다.

오염된 물의 섭취는 인체에 치명적인 영향을 줄 수 있으며 곧바로 증상이 나타나지 않더라도 장기간 오염된 물에 노출되면 인체에 중금속 등이 축적되어 심각한 문제를 발생시킬 수 있다.

특히, 근래에는 소아나 유아들 중 아토피로 인해 고통을 받는 사례가 많이 보고되고 있고 어른들의 경우에도 아토피로 생활에 큰 지장을 받는 경우도 있다. 아토피는 피부질환의 일종으로 다양한 원인에 의해 발병되는 것으로 알려져 있는데 무엇보다도 환경오염과 식생활의 변화에 따라 급격히 증가되고 있는 것으로 생각된다. 많은 요인 중 하나로 오염되거나 화학처리된 물의 사용이나 음용이 지적되고 있다.

따라서 많은 가정이나 식당 등에서는 수도물을 별도의 정수장치로 최종 처리한 후 식용이나 세척용으로 사용하고 있고, 이와 관련되는 많은 정수장치 및 필터 등이 알려져 있다.

본 발명과 관련된 대표적인 종래기술로는 대한민국 실용신안 출원번호 2005-0012226호의 "활성탄 정수필터"가 있으며, 도1은 일 실시예에 따른 정수필터의 단면도이고, 도2는 또 다른 실시예의 단면도를 보여준다.

도시된 바와 같이 종래기술에서의 활성탄 정수필터는 필터케이스(12) 내부에 복잡한 유로를 형성하도록 하는 유로 가이드(17)를 설치하고 활성탄을 충진하여 구성되는 것이며, 또 다른 형태에서는 필터케이스(12) 내부에 나선형 날개부를 별도로 설치하고 활성탄을 충진하여 물의 흐름을 최대한 연장시킬 수 있도록 하는 구성을 갖는 기술이다.

한편, 도3은 시판되고 있는 필터로서 중심부에 개구홀이 형성되는 원통체의 활성탄 필터(10)의 일단에 밀폐마개를 두고 반대 단부에 유도마개를 두어서 구성되는 것이었으며 외면이 매끈한 곡면으로 처리된 것이다. 하지만 도3과 같은 활성탄필터의 경우 밀폐마개를 상부에 두고 하우징(20) 내부에 설치되면 상측으로부터 공급되는 물의 흐름이 원활히 일어나지 않으며 하부측에 기포가 발생되어 상부측과는 상당한 수압차를 보이게 된다. 상기 활성탄 필터에서의 정수원리는 물이 활성탄 필터 벽을 통과하면서 각종 유해성분이 제거되는 것인데 수압이 충분치 않거나 기포가 많이 발생되면 정수작용이 제대로 일어나지 않게 되는 문제점이 있었다.

그리고 도2에 보이는 바와 같이 필터케이스(12) 내부에 나선형 날개부를 별도로 두어 물의 흐름을 좋게 하고자 하나 상기 필터케이스 내부에 나선형 날개부를 별도로 설치하는 것은 비경제적이고 주기적인 청소가 필요한 필터케이스 내부 청소가 어렵게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서는 하우징 내부에 설치되는 일체형의 활성탄 필터 전영역에 걸쳐서 고른 정수작용이 일어날 수 있도록 유도할 수 있는 특성을 가지는 필터 어셈블리를 제공하고자 한다.

또한 초기 물공급시 하우징 내부에 생성되는 기포를 외부로 배출시킬 수 있도록 구성되는 필터 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명은 정수용 필터 조립체로서, 상부하우징과 하부하우징의 결합으로 내부에 빈 공간을 형성하게 되며, 상기 상부하우징의 상단부와 하부하우징의 하단부에는 유로와 연결될 수 있는 체결구가 형성되는 하우징; 상기 하우징 내부 공간에 설치되며 중심축을 따라 개구된 개구홀이 형성되는 중공 원통체로서 외면에는 상하 단부 근처 일부영역을 제외한 전체 영역에 걸쳐 함몰 혹은 돌출되어 물의 흐름을 원활히 유도하는 와류형성부가 구비되는 활성탄필터; 상기 활성탄필터의 일측단부에 결합되는 밀폐마개; 상기 활성탄필터의 타측단부에 결합되는 것으로 상기 개구홀과 연결되어 물이 유출입 될 수 있되, 외면에는 상기 체결구 내경면과 긴밀한 접촉상태를 이룰 수 있게 다수의 씰링부재가 결합된 가이드관이 구비되는 유도마개;를 포함하여 구성되어 물의 흐름이 좋아져 상기 활성탄필터 전체에 걸쳐서 고른 정수작용이 유도될 수 있도록 함을 특징으로 하는 정수용 필터 조립체를 제안한다.

바람직하게 상기 활성탄필터는, 외면와 내면(개구홀) 사이 부분에 어느 일단부로부터 개구되는 원형룸이 형성되거나 독립적으로 분리된 다수의 독립룸이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 정수용 필터 조립체를 제안한다.

바람직하게 상기 활성탄필터는, 개구홀 부분에 중공 원통체로서 표면에는 내부로 관통되는 다수의 유입홀이 형성되는 플라스틱코어가 더 설치되고, 상기 플라스틱코어와 개구홀 사이에 부직포가 개재되고 상기 활성탄필터의 표면에도 부직포가 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 정수용 필터 조립체를 제안한다.

더욱 바람직하게는 상기 하우징은, 외측면에 하우징 내부와 연결되는 보조유출관이 형성되어 초기 사용시 하우징 내부에 형성되는 기포 등을 외부로 배출시킬 수 있도록 하며, 하우징 외면에 상부하우징과 하부하우징의 체결, 분리시 미끄럼을 방지하는 다수의 미끄럼방지돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 정수용 필터 조립체를 제안한다.

본 발명에 의한 필터 조립체는 활성탄필터 자체 외면부에 물의 흐름을 유도할 수 있는 와류형성부가 구비되므로 별도의 추가적인 구성요소 없이도 하우징 전체에 걸쳐 고른 압력형성이 가능하게 되고, 이를 통해서 활성탄 필터 전체에서 고른 정수작용이 일어나 상기 활성탄 필터를 100% 활용하게 된다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 하우징 외측면에 내부와 연결되는 보조유출관이 구비되므로 초기 사용시 하우징 내부에 형성되는 기포를 간편하게 외부로 배출시킬 수 있어 상기 기포로 인해 활성탄 필터의 일부 영역에서의 정수작용 저하문제를 해결할 수 있다는 효과도 있다.

이하 본 발명에 따른 정수용 필터 조립체에 대한 보다 상세한 설명을 전개하기로 하며, 관련도면을 참조하되 첨부되는 도면은 본 발명의 기술적 사상에 대한 하나의 실시예에 해당되는 것임을 지적한다.

본 발명에 따른 정수용 필터 조립체는 크게 하우징(100), 활성탄 필터(200), 밀폐마개(300), 유도마개(400)를 포함하여 구성되며, 하우징(100) 내부로 공급되는 물은 활성탄 필터(200) 외면으로부터 내부로 침투되는 과정 중에 정수작용이 일어나고 상기 활성탄 필터 내부에 형성되는 개구홀(210)을 통해서 배출된다. 그리고 본 발명의 정수용 필터 조립체는 활성탄 필터의 설치 방향을 바꾸어 역세척을 하는 것으로 상기 활성탄 필터의 사용기간을 늘릴 수 있는 특징도 있다.

도4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정수용 필터 조립체의 분해 사시도를 보여주며, 도5는 또 다른 실시예로서 결합상태의 사시도를 보여준다.

상기 하우징(100)의 경우 상부하우징(110)과 하부하우징(120)의 결합으로 하우징 내부에 빈 공간을 형성하게 되며 그 공간에 활성탄 필터(200)가 수용된다. 상기 상부하우징(110)의 상단부와 하부하우징(120)의 하단부에는 체결구(105)가 마련되며 상기 체결구(105)에는 유로가 연결되어 어느 일측 체결구를 통해서 물이 유입된 후 또 다른 체결구를 통해서 정수된 물이 배출된다.

본 발명에 따른 정수용 필터 조립체는 다양한 곳에 설치되어 사용이 가능한데, 대표적으로 가정용 싱크대의 수도에 연결할 수 있고 욕실 샤워기와 연결하는 것도 가능하며 비데기에 설치할 수도 있다. 따라서 상기 하우징에 있어 상부하우징 및 하부하우징이라 이름한 것은 설명의 편의를 위한 것이고 설치위치 등에 따라 어느 일측이 상부하우징 또는 하부하우징이 될 수 있다.

보다 구체적으로 상기 체결구는 연결될 유로의 직경에 맞게 외경 사이즈를 결정하면 되는데, 그 외면에 나사산을 두어서 나사결합 방식으로 체결될 수 있도록 함이 설치의 편리성을 높일 수 있다.

상기 하우징(100) 내부에 활성탄 필터(200)가 내장되는데 상기 활성탄 필터(200)는 중공 원통체로서 중심축을 따라 개구홀(210)이 형성되어 있다. 특히, 상기 활성탄 필터(200)에 있어 그 외면에는 함몰되거나 돌출되는 와류형성부(220)가 일체로 구비되는 것을 특징으로 한다. 상기 와류형성부(220)는 연속적인 나선을 이루면서 활성탄 필터(200)의 표면부에 구비되는 것으로서 물의 흐름을 유도하여 원활하게 물이 하우징(100) 내부에 채워질 수 있도록 기능하게 된다. 보다 구체적으로 상기 활성탄 필터(200) 외면에 형성되는 와류형성부(220)는 활성탄 전체 길이에 있어서 양 단부 근처 일부영역을 제외한 전 부분에 걸쳐 형성되는 것으로 함이 바람직하다. 상기 활성탄 필터(200)의 양 단부에는 후술할 밀폐마개(300)와 유도마개(400)가 결합되는 부분이므로 이 영역에는 와류형성부가 없는 것으로 한다.

상기 활성탄 필터는 공지의 A.C.F(Activated carbon fiber) 재질로 만들어지 는 것으로 함이 바람직하며 이것은 물에 포함되는 잔류 염소나 각종 유해물질들을 정수하는데 탁월한 효능을 발휘하는 것으로 알려져 있다.

A.C.F (활성탄소섬유)는 고가인 관계로 일반적인 입상활성탄과 A.C.F 원사를 혼합하여 제조하게 되는데, 이런 A.C.F 원사의 특징으로는 염소나 벤젠 등의 유기화학물 흡착율이 입상활성탄보다 200-700배 크며 흡착속도도 약 90배 정도 빠른 것으로 알려져 있다. 본 발명에서 사용되는 활성탄 필터는 A.C.F 원사만을 사용하거나 입상활성탄을 혼합한 것으로 하여 사용할 수 있다.

상기 활성탄 필터(200)의 일측단부에 밀폐마개(300)가 결합되어 개구홀(210)을 밀폐시키게 되며 타측 단부에는 유도마개(400)를 결합시키도록 한다. 상기 유도마개(400) 일면에는 상기 활성탄 필터(200)의 개구홀(210)과 연통되게 돌출 형성되는 가이드관(410)이 구비되며 상기 가이드관(410)은 하우징(100)에 형성되는 체결구(105) 내경면과 결합이 된다. 상기 가이드관(410) 외면에는 상기 체결구(105) 내경면과의 긴밀한 접촉상태를 유지할 수 있도록 하나 이상의 씰링부재가 갖추어지는 것으로 한다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 정수용 필터 조립체에 있어 정상상태로 물을 정수하고자 할 시에는 밀폐마개(300)가 구비되는 방향의 체결구(105)를 통해서 물이 유입되도록 하는데, 하우징(100) 내부로 유입되는 물은 와류형성부(220)를 따라 하방으로 원활하게 이동될 수 있다. 하우징(100) 내부에 물이 채워지면 활성탄 필터(200)의 표면으로부터 물이 침투되면서 활성탄 필터의 중심부에 구비되는 개구홀(210) 내부로 물이 이동되고 이 과정 중에 물에 포함된 유해물질들은 활성탄 필 터(200)에 의해서 정수가 된다. 상기 활성탄 필터(200) 외면으로부터 내부로 이동된 물은 최종적으로 유도마개(400)에 형성되는 가이드관(410)으로 통해서 하우징(100) 외부로 배출된다.

한편, 상기 활성탄 필터에 대한 역세척을 하고자 할 시에는 물이 하우징 내부로 유입되는 체결구 측에 활성탄 필터에 결합된 유도마개를 결합하여 하우징으로 유입되는 물이 곧바로 가이드관을 통해서 활성탄 필터의 개구홀로 들어가 상기 활성탄 필터 외면으로 빠져나가게 한다. 이러한 역세척을 하게 되면 활성탄 필터에 포집되었던 각종 유해물질들이 제거될 수 있으며 역세척 후에는 정상상태로 하여 재사용이 가능하게 된다. 물론, 이러한 역세척의 효과도 한계가 있으므로 몇회 사용후에는 활성탄 필터 자체를 교체함이 바람직하다.

본 발명에 따른 정수용 필터 조립체를 구성함에 있어서 보다 바람직하게는 상기 활성탄 필터(200) 자체에 어느 일단부로부터 개구되어 빈 공간을 이루는 원형룸(230) 또는 독립룸(240)을 더 두도록 함이 적합하며, 도6은 상기 활성탄 필터의 횡방향 단면도를 보여준다. 여기서 상기 원형룸(230)이라 함은 활성탄 필터(200)의 외면과 내면(개구홀) 사이에 어느 일측 단부로부터 상기 개구홀(210)과 동심원을 이루면서 빈 공간을 형성하는 곳을 의미한다. 그리고 독립룸(240)이라 함은 상기 활성탄 필터(200)의 외면과 내면(개구홀) 사이 영역에 분리되게 형성되는 다수의 빈 공간 부위를 의미한다.

이처럼, 활성탄 필터(200)에 원형룸(230)이나 독립룸(240)을 두게 되면 활성탄 필터(200) 외면으로부터 내부로 이동되는 물은 일차적으로 원형룸이나 독립룸에 모이게 되고 상기 원형룸이나 독립룸에 적정한 압력이 형성되면 보다 심부로 이동되므로 활성탄 전체에 걸쳐서 효율적으로 활용할 수 있는 방안이 된다. 다시 말해서 하우징 내부에 활성탄 필터를 설치하고 물을 공급하게 되면 하우징 내부에는 미세한 기포가 많이 발생하게 되며 본 발명의 경우 와류형성부를 두어서 물의 원활한 흐름을 유도한다 하더라도 하우징 하부측에 형성되는 기포로 인해 하우징 내부 전체 중 하부측을 통한 물의 침투가 가장 약하게 된다. 이와 같은 현상으로 활성탄의 일부 영역에서의 정수작용이 현저히 떨어지므로 비효율적인 정수가 이루어지는 문제점이 발생된다.

또한 더욱 바람직하게 도7과 같이 상기 활성탄 필터(200)를 구성함에 있어서 A.C.F 소재로 중공 원통형의 활성탄 필터를 성형하되, 중심부의 개구홀 부분에는 플라스틱코어(250)가 더 설치되는 것으로 하고 상기 플라스틱코어(250)와 개구홀(210) 사이에 부직포(260)를 두며, 상기 활성탄필터(260)의 외면에도 부직포(260)를 결합시키는 것으로 구성함이 적합하다. 상기 플라스틱코어(250)는 중공체로서 표면에 내부로 관통되는 다수의 유입홀(255)이 형성되어져 있음으로 외부로부터 침투되어 정수된 물은 유입홀(255)을 거쳐 중심부로 이동할 수 있게 되고 부직포를 표면이나 개구홀 영역에 두는 것은 활성탄 필터의 전체적인 형태 유지에 도움이 되고 상기 부직포 역시 필터링 기능을 할 수 있기 때문이다.

더 나아가 본 발명의 정수용 필터 조립체를 구성함에 있어서 도5에 보이는 바와 같이 상기 하우징(100) 외측면에 하우징 내부와 연결되는 보조유출관(130)을 더 두도록 함이 적합하다. 상기 보조유출관(130)은 직경이 작은 관으로 하는 것으로 충분한데, 하우징 중 상부 혹은 하부하우징 어느 하나에 보조유출관을 두어서 사용자가 하우징 내부에 존재하는 기포 등을 외부로 배출될 수 있도록 조작하기 위한 수단으로 활용한다. 언급한 바와 같이 초기에 하우징 내부로 물이 공급되면 기포가 발생되어 하우징 전체에 걸쳐서 불균일한 압력이 형성되므로 활성탄 필터를 100% 활용하지 못하게 되는데, 상기 보조유출관을 통해서 기포가 포함된 물을 외부로 배출시키면 이러한 문제점을 보완할 수 있게 된다.

또한, 도4 또는 도5에 도시된 것처럼 상기 하우징(100) 외면에는 상부하우징(110)과 하부하우징(120)의 체결 혹은 분리시 손의 미끄럼을 방지할 수 있도록 다수의 돌출된 형태의 미끄럼방지돌기(150)를 등간격으로 배치하는 것으로 함이 바람직하다. 하우징 외부에는 물기가 잔존할 가능성이 높으므로 상기 미끄럼방지돌기를 두게 되면 사용자가 보다 쉽게 하우징의 분리나 결합이 가능하게 된다. 본 예에서는 하부하우징 외면에 상기 미끄럼방지돌기(150)를 두는 것으로 구성하였다.

본 발명에 따른 정수용 필터 조립체는 가정 등에서 물의 최종 사용처에 간편하게 연결이 가능하며 공급되는 물이 와류형성부를 따라 원활하게 유동하게 되므로 하우징 내부 전체에서 고른 정수작용이 발생되도록 하는데 크게 기여할 수 있고 보조유출관이 형성되므로 사용자가 초기에는 물을 배출시켜 기포 등을 제거하므로서 활성탄 필터에 의한 정수작용 특성을 높이는데 도움을 줄 수 있다.

본 발명의 정수용 필터 조립체는 가정이나 식당 사무실 등의 싱크대에 구비되는 수도꼭지와 연결하여 사용이 가능하고 그 외 비데기나 샤워기에 연결하여 언제라도 정수된 물의 사용이 가능하게 하므로 이용 가능성이 매우 높다 할 것이다.

도1은 종래기술로서 정수필터의 단면도.

도2는 종래기술로서 또 다른 실시예의 단면도.

도3은 또 하나의 종래기술에 대한 결합사시도.

도4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정수용 필터 조립체의 분해 사시도.

도5는 또 다른 실시예로서 결합상태의 사시도.

도6은 활성탄 필터의 횡방향 단면도.

도7은 또 다른 형태의 활성탄 필터에 대한 종방향 단면도.

<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>

100 : 하우징 105 : 체결구

130 : 보조유출관 200 : 활성탄필터

210 : 개구홀 220 : 와류형성부

230 : 원형룸 240 : 독립룸

300 : 밀폐마개 400 : 유도마개

410 : 가이드관 150 : 미끄럼방지돌기

Claims (4)

1. 정수용 필터 조립체로서,

   상부하우징과 하우하우징의 결합으로 내부에 빈 공간을 형성하게 되며, 상기 상부하우징의 상단부와 하부하우징의 하단부에는 유로와 연결될 수 있는 체결구가 형성되는 하우징;

   상기 하우징 내부 공간에 설치되며 중심축을 따라 개구된 개구홀이 형성되는 중공 원통체로서 외면에는 상하 단부 근처 일부영역을 제외한 전체 영역에 걸쳐 함몰 혹은 돌출되어 물의 흐름을 원활히 유도하는 와류형성부가 구비되는 활성탄필터;

   상기 활성탄필터의 일측단부에 결합되는 밀폐마개;

   상기 활성탄필터의 타측단부에 결합되는 것으로 상기 개구홀과 연결되어 물이 유출입될 수 있되, 외면에는 상기 체결구 내경면과 긴밀한 접촉상태를 이룰 수 있게 다수의 씰링부재가 결합된 가이드관이 구비되는 유도마개;를 포함하여 구성되어 물의 흐름이 좋아져 상기 활성탄필터 전체에 걸쳐서 고른 정수작용이 유도될 수 있도록 하며, 상기 밀폐마개와 유도마개가 결합된 활성탄필터는 상기 유도마개의 가이드관을 상부하우징 또는 하부하우징의 체결구에 선택적으로 연결시킴으로써 정수작용과 역세척작용이 이루어질 수 있도록 함을 특징으로 하는 정수용 필터 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 활성탄필터는,

   외면와 내면(개구홀) 사이 부분에 어느 일단부로부터 개구되는 원형룸이 형 성되거나 독립적으로 분리된 다수의 독립룸이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 정수용 필터 조립체.
3. 제1항에 있어서,

   상기 활성탄필터는,

   개구홀 부분에 중공 원통체로서 표면에는 내부로 관통되는 다수의 유입홀이 형성되는 플라스틱코어가 더 설치되고, 상기 플라스틱코어와 개구홀 사이에 부직포가 개재되고 상기 활성탄필터의 표면에도 부직포가 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 정수용 필터 조립체.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 하우징은,

   외측면에 하우징 내부와 연결되는 보조유출관이 형성되어 초기 사용시 하우징 내부에 형성되는 기포 등을 외부로 배출시킬 수 있도록 하며,

   하우징 외면에 상부하우징과 하부하우징의 체결, 분리시 미끄럼을 방지하는 다수의 미끄럼방지돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 정수용 필터 조립체.

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