KR101088862B1 - 정수기용 복합 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정수기용 복합 필터에 관한 것으로, 세디먼트 필터와 프리 카본 필터를 각각 독립적인 구조로 일렬 배치하고 프리 카본 필터에 입상 활성탄을 이용함으로써, 각 필터의 필터링 기능이 약화되지 않고 양호한 상태를 유지하도록 하여 정수기의 정수 성능을 향상시키며, 사용자의 필요에 따라 세디먼트 필터의 길이를 변경하여 세디먼트 필터의 필터링 성능을 조절할 수 있고, 입상 활성탄의 충전량을 증감하여 프리 카본 필터의 필터링 성능을 조절할 수 있는 세디먼트 필터와 프리 카본 필터를 통합한 정수기용 복합 필터를 제공한다.
정수기, 복합 필터, 세디먼트 필터, 프리 카본 필터, 입상 활성탄
Description
본 발명은 정수기용 복합 필터에 관한 것이다. 보다 상세하게는 세디먼트 필터와 프리 카본 필터를 각각 독립적인 구조로 일렬 배치하고 프리 카본 필터에 입상 활성탄을 이용함으로써, 각 필터의 필터링 기능이 약화되지 않고 양호한 상태를 유지하도록 하여 정수기의 정수 성능을 향상시키며, 사용자의 필요에 따라 세디먼트 필터의 길이를 변경하여 세디먼트 필터의 필터링 성능을 조절할 수 있고, 입상 활성탄의 충전량을 증감하여 프리 카본 필터의 필터링 성능을 조절할 수 있는 세디먼트 필터와 프리 카본 필터를 통합한 정수기용 복합 필터에 관한 것이다.
최근에는 급격한 산업규모의 확대와 대도시 집중화 등에 의하여 환경오염의 문제가 크게 증대되고 있으며, 이에 따라 수질 오염도 악화되어 물을 식수로 사용하기 위해서는 필수적으로 정수과정을 거치고 있으며, 특히 각 가정과 식당, 병원, 산업현장 등에서는 개별적으로 정수기를 사용하는 일이 증가하고 있다.
이러한 정수기는 수도수 또는 자연수 등의 물을 필터링해서 온수나 냉수(상온수)의 정수로서 제공하는 기본적인 기능을 수행하는데, 이러한 필터링 기능을 위 해 정수기 내부에는 다수개의 필터가 장착된다.
즉, 일반적으로 정수기에는 원수에 혼입된 부유물을 포함하여 인체에 유해한 성분을 제거하고 냄새를 소취하며 수인성 질환을 유발하는 세균을 살균하는 등의 필터링 과정이 수행될 수 있도록 다수개의 필터가 선택적으로 적용되는데, 주로 세디먼트 필터(Sediment Filter), 프리 카본 필터(Pre-Carbon Filter), 중공사막 필터(UF:Ultra Filter)/역삼투압 필터(Reverse Osmosis), 포스트 카본 필터(Post-Carbon Filter) 등이 사용되고 있다.
이와 같은 다수개의 필터를 통해 원수가 순차적으로 필터링되는데 세디먼트 필터는 원수에 혼입된 모래, 흙과 같은 주로 큰 입자의 이물질을 제거하고, 프리 카본 필터 및 포스트 카본 필터는 활성탄 흡착 방식을 통해 인체에 유해한 화학 물질을 제거하며, 중공사막 필터 또는 역삼투압 필터는 매우 미세한 오염물질까지 제거한다.
또한, 이러한 필터는 일반적으로 중공 원통형 파이프 형태로 형성된 각각의 외장 필터 하우징 내부에 각각의 필터가 별도의 내부 케이스에 수납된 상태로 장착되며, 외장 필터 하우징에는 원수가 입수되어 해당 필터에 의해 필터링된 후 출수될 수 있도록 입수구 및 출수구가 형성된다.
따라서, 이러한 다단계의 필터링 과정을 수행하는 정수기는 각각의 필터를 내장하는 외장 필터 하우징이 별도로 구비되기 때문에, 필터링 장치에 대한 구조가 복잡하고 장치의 크기가 확장되는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 하나의 외장 필터 하우징 내부에 2개의 필터를 장착하여 서로 다른 2가지 종류의 필터링 기능을 수행할 수 있는 복합 필터가 개발되고 있다. 이러한 복합 필터는 다수개의 필터 중 순차적으로 적용되는 2개의 필터를 선택하여 다양하게 적용될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 정수기용 복합 필터의 내부 구조를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 복합 필터는 세디먼트 필터(30)와 프리 카본 필터(40)를 하나의 필터 하우징(10) 내부에 통합한 것으로, 필터 하우징(10)의 일측에는 물이 입수 및 출수될 수 있도록 입수구(11) 및 출수구(12)가 형성되며, 내부에는 세디먼트 필터(30) 및 프리 카본 필터(40)가 장착된다. 세디먼트 필터(30) 및 프리 카본 필터(40)는 필터 하우징(10) 내부로 입수된 물이 순차적으로 필터링될 수 있도록 배치되는데, 도 1에 도시된 바와 같이 중공의 원통형상으로 형성된 프리 카본 필터(40)의 외측면을 감싸는 형태로 세디먼트 필터(30)가 배치된다. 따라서, 입수구(11)를 통해 입수된 물은 도 1에 화살표로 도시된 바와 같이 세디먼트 필터(30) 및 프리 카본 필터(40)를 통과하여 중앙 내부 공간으로 유입되며 각각 필터링되고, 이후 출수구(12)를 통해 필터 하우징(10)으로부터 필터링된 상태로 출수된다.
이와 같은 일반적인 복합 필터는 규격제한 및 구조적 특성으로 인해 프리 카본 필터(40)의 외측면을 감싸는 세디먼트 필터(30)의 두께가 얇게 형성되기 때문에, 세디먼트 필터(30)를 통과하는 방향으로 물과의 접촉 경로가 짧아 물에 혼입된 입자 물질을 제거하는 성능이 약해지는 문제가 있다. 또한, 이와 같은 원통형 구조를 형성 유지해야 하기 때문에, 프리 카본 필터(40)는 입상 활성탄의 형태로 적용 되지 못하고 분말상의 카본에 결합제가 혼합되어 압축 성형된 블록 카본의 형태로 적용된다. 이러한 블록 카본은 입상 활성탄에 비해 카본의 비표면적이 작아져서 화학적 물리적 제거 성능이 약화되는 문제가 있다. 따라서, 이와 같은 종래 기술에 의한 복합 필터는 세디먼트 필터(30) 및 프리 카본 필터(40)의 필터링 성능이 모두 약화되어 전체적으로 정수기의 정수 성능이 약화되는 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 세디먼트 필터와 프리 카본 필터를 각각 독립적인 구조로 일렬 배치하고 프리 카본 필터에 입상 활성탄을 이용함으로써, 각 필터의 필터링 기능이 약화되지 않고 양호한 상태를 유지하도록 하여 정수기의 정수 성능을 향상시키는 세디먼트 필터와 프리 카본 필터를 통합한 정수기용 복합 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자의 필요에 따라 세디먼트 필터의 길이를 변경하여 세디먼트 필터의 필터링 성능을 조절할 수 있으며, 입상 활성탄의 충전량을 증감하여 프리 카본 필터의 필터링 성능을 조절할 수 있는 정수기용 복함 필터를 제공하는 것이다.
본 발명은, 내부 공간으로 물이 인입되어 배출될 수 있도록 인입구 및 배출구가 형성되는 필터 하우징; 상기 인입구를 통해 인입된 물을 1차 필터링하는 세디먼트 필터 모듈; 및 상기 세디먼트 필터 모듈을 통해 필터링된 물을 2차 필터링하는 프리 카본 필터 모듈을 포함하고, 상기 세디먼트 필터 모듈 및 프리 카본 필터 모듈은 상기 필터 하우징 내부에 길이 방향을 따라 일렬 배치되며, 상기 프리 카본 필터 모듈은 입상 활성탄이 충전된 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 정수기용 복합 필터를 제공한다.
이때, 상기 프리 카본 필터 모듈은 상기 필터 하우징의 길이 방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 2개의 분리격판; 및 상기 분리격판 사이 공간에 충전되는 입상 활성탄을 포함하고, 상기 분리격판은 물이 통과할 수 있도록 부직포로 형성될 수 있다.
또한, 상기 세디먼트 필터 모듈은 내부에 길이 방향의 직선형 중심유로가 형성된 중공 파이프 형상의 세디먼트 필터; 및 상기 세디먼트 필터의 형상이 유지되도록 상기 세디먼트 필터의 양단부에 결합되는 지지 리테이너 유닛을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 복합 필터는 상기 인입구를 통해 상기 필터 하우징 내부로 인입된 물이 유입 및 유출되도록 유입구 및 유출구가 형성되며 상기 유출구가 상기 필터 하우징의 배출구와 연통되게 밀봉 결합되는 이너 케이스를 더 포함하고, 상기 세디먼트 필터 모듈 및 프리 카본 필터 모듈은 상기 이너 케이스 내부에 상기 유입구로부터 상기 유출구 방향으로 순차적으로 일렬 배치되도록 장착될 수 있다.
또한, 상기 프리 카본 필터 모듈이 상기 이너 케이스의 유출구가 형성된 내측면으로부터 일정 간격 이격되도록 상기 이너 케이스의 내측면에는 이격 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 세디먼트 필터 모듈의 세디먼트 필터는 외주면이 상기 이너 케이스의 내주면으로부터 일정 간격 이격되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 세디먼트 필터 모듈의 지지 리테이너 유닛은 외주면이 상기 이너 케이스의 내주면에 접촉하도록 평판 형상으로 형성된 제 1 지지 플레이트와, 상기 제 1 지지 플레이트의 중심부에 돌출되게 형성되어 상기 세디먼트 필터 내부 중심유로의 일측단부에 삽입 결합되는 제 1 슬리브를 포함하는 제 1 리테이너; 및 외주면이 상기 이너 케이스의 내주면에 밀봉 접촉하도록 평판 형상으로 형성된 제 2 지지 플레이트와, 상기 제 2 지지 플레이트의 중심부에 돌출되게 형성되어 상기 세디먼트 필터 내부 중심유로의 타측단부에 삽입 결합되는 제 2 슬리브를 포함하는 제 2 리테이너를 포함하고, 상기 제 1 리테이너에는 상기 세디먼트 필터 측으로 물이 유입되도록 상기 제 1 지지 플레이트에 유동홀이 형성되고, 상기 제 2 리테이너에는 상기 세디먼트 필터의 중심유로와 연통되도록 상기 제 2 지지플레이트 및 제 2 슬리브를 관통하는 관통홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 지지 플레이트의 외주면과 상기 이너 케이스의 내주면 사이에는 실링 부재가 삽입 개재될 수 있다.
또한, 상기 제 1 지지 플레이트는 상기 세디먼트 필터와 일정 간격 이격되도록 상기 세디먼트 필터에 대향하는 일측면에 이격 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 지지 플레이트는 상기 프리 카본 필터 모듈과 일정 간격 이격되도록 상기 프리 카본 필터 모듈에 대향하는 일측면에 이격 돌기가 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 세디먼트 필터 모듈과 프리 카본 필터 모듈을 각각 독립적인 구조를 갖도록 하여 필터 하우징 내부에 일렬 배치함으로써, 세디먼트 필터 모듈의 두께를 고도의 정수 성능에 요구되는 정도로 확보할 수 있고, 프리 카본 필터 모듈에 입상 활성탄을 사용할 수 있으며, 이에 따라 프리 카본 필터 모듈의 필터링 성능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 세디먼트 필터 모듈과 프리 카본 필터 모듈의 구성요소들이 서로 결합하는 부위에서 서로 일정 간격 이격되게 결합되도록 이격 돌기를 형성함으로써, 각 구성요소를 통과하는 영역에서 물의 흐름에 대한 유동 저항이 감소하여 원활한 정수 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 세디먼트 필터 모듈과 프리 카본 필터 모듈이 필터 하우징 내부에 일렬 배치됨으로써, 필요에 따라 세디먼트 필터 모듈의 길이를 변경하여 세디먼트 필터 모듈의 필터링 성능을 조절할 수 있으며, 입상 활성탄의 충전량을 증감하여 프리 카본 필터 모듈의 필터링 성능을 조절할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 복합 필터의 구조를 개략적으 로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 복합 필터의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 A부분을 확대 도시한 확대도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 복합 필터는 일반적으로 정수기의 다단계 필터링 과정 중 최초 필터링 과정을 수행하는 세디먼트 필터와 이에 연속되는 필터링 과정을 수행하는 프리 카본 필터를 하나의 필터 하우징 내부에 통합하는 복합 필터에 관한 것으로, 필터 하우징(100)과, 필터 하우징(100)의 내부에 장착되는 세디먼트 필터 모듈(300) 및 프리 카본 필터 모듈(400)을 포함하여 구성된다.
필터 하우징(100)은 내부에 수용 공간이 형성되는 중공의 파이프 형태로 형성되며, 내부 수용 공간에 다른 부품들을 장착하기 용이하도록 하우징 본체(110)와 하우징 캡(120)으로 분리 형성될 수 있다. 하우징 본체(110)와 하우징 캡(120)은 초음파 융착의 방법으로 내부 공간이 밀봉되게 상호 결합되는 것이 바람직하나, 이와 달리 접착제 등을 사용하여 밀봉 결합되거나 또는 별도의 실링 부재를 통해 밀봉 결합될 수도 있는 등 다양하게 변경 가능하다. 또한, 필터 하우징(100)의 형태는 도 2에 도시된 바와 같이 원형 파이프의 형태로 형성되는 것이 바람직하나, 이와 달리 사각형 또는 삼각형 등 필요에 따라 다양한 형태로 변경할 수 있을 것이다. 한편, 필터 하우징(100)에는 내부 공간으로 물이 인입될 수 있도록 일측에 인입구(111)가 형성되고, 인입된 물이 필터링 과정을 거친 후 배출될 수 있도록 배출구(112)가 형성되는데, 인입구(111) 및 배출구(112)는 정수기의 구조 및 사용자의 필요에 따라 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 필터 하우징(100)의 일측에 서로 인 접하게 형성될 수 있으며, 이와 달리 필터 하우징(100)의 일측과 타측에 서로 반대편에 위치하도록 형성될 수도 있다.
이러한 필터 하우징(100)의 내부에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 세디먼트 필터 모듈(300)과 프리 카본 필터 모듈(400)이 장착되는데, 세디먼트 필터 모듈(300) 및 프리 카본 필터 모듈(400)은 필터 하우징(100) 내부로 인입된 물이 세디먼트 필터 모듈(300)로부터 프리 카본 필터 모듈(400)로 순차적으로 통과하며 필터링되도록 배치된다. 즉, 인입구(111)를 통해 필터 하우징(100) 내부로 유입된 물이 1차적으로 세디먼트 필터 모듈(300)을 통과하며 1차 필터링되고, 세디먼트 필터 모듈(300)을 통해 필터링된 물은 2차적으로 프리 카본 필터 모듈(400)을 통과하며 2차 필터링되도록 각각 배치된다. 이와 같이 순차적인 필터링 기능이 수행될 수 있도록 세디먼트 필터 모듈(300) 및 프리 카본 필터 모듈(400)은 본 발명의 일 실시예에 따라 필터 하우징(100) 내부에 길이 방향을 따라 일렬 배치되는데, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 인입구(111)를 통해 유입된 물이 배출되는 방향을 따라 상류측에 세디먼트 필터 모듈(300)이 위치하고 하류측에 프리 카본 필터 모듈(400)이 위치하도록 배치된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 카본 필터 모듈(400)은 입상 활성탄(410)이 충전된 형태로 구성된다.
이러한 프리 카본 필터 모듈(400)은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 필터 하우징(100)의 길이 방향을 따라 일정 간격 상호 이격되게 배치되는 2개의 분리 격판(420)과, 이러한 2개의 분리 격판(420) 사이 공간에 충전되는 입상 활성탄(410)을 포함하여 구성된다. 이때, 분리 격판(420)은 세디먼 트 필터 모듈(300)을 통과한 물은 통과하되 2개의 분리 격판(420) 사이에 충전된 입상 활성탄(410)은 통과하지 못하도록 형성되는데, 이에 따라 분리 격판(420)은 본 발명의 일 실시예에 따라 부직포를 이용하여 제작될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세디먼트 필터 모듈(300)은 내부 중심부에 길이 방향의 직선형 중심 유로(P)가 형성된 중공 파이프 형상의 세디먼트 필터(310)와, 이러한 세디먼트 필터(310)의 형상이 유지되도록 세디먼트 필터(310)의 양단부에 결합되는 지지 리테이너 유닛(320)을 포함하여 구성된다.
이러한 구성에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 복합 필터는 필터 하우징(100) 내부에 세디먼트 필터 모듈(300) 및 프리 카본 필터 모듈(400)이 각각의 형상 및 구조를 형성할 수 있으며, 이에 따라 필터 하우징(100) 내부에 각각 독립적으로 일렬 배치되는 방식으로 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 복합 필터는 종래 기술과 달리 세디먼트 필터 모듈(300)의 두께가 물이 통과하는 방향을 따라 정수 기능에 요구되는 만큼 확보될 수 있어서 세디먼트 필터 모듈(300)의 이물질 제거 기능이 양호하게 유지될 수 있고, 특히 프리 카본 필터 모듈(400)이 입상 활성탄(410) 형태로 구성되기 때문에 블록 카본에 비해 화학적 물리적 제거 성능이 향상된 상태로 유지될 수 있는 구조이다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 복합 필터는 세디먼트 필터 모듈(300) 및 프리 카본 필터 모듈(400)이 별도의 이너 케이스 없이 필터 하우징(100) 내부에 직접 장착되는 방식으로 구성될 수도 있으나, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 세디먼트 필터 모듈(300) 및 프리 카본 필터 모듈(400)이 별도의 이 너 케이스(200)에 수납된 상태로 이너 케이스(200)가 필터 하우징(100) 내부 공간에 장착되는 방식으로 구성되는 것이 바람직하다.
이너 케이스(200)는 내부에 수용 공간이 형성되는 중공의 파이프 형태로 형성될 수 있으며, 파이프의 형상은 원통형이 바람직하나 이와 달리 사각형, 삼각형 등 필요에 따라 변경 가능하다. 이너 케이스(200)는 물이 통과하는 세디먼트 필터 모듈(300) 및 프리 카본 필터 모듈(400)을 수납하며 필터 하우징(100) 내부 공간에 장착되는 것으로, 이너 케이스(200)에는 필터 하우징(100)의 인입구(111)를 통해 필터 하우징(100) 내부 공간으로 유입된 물이 이너 케이스(200) 내부 공간으로 유입될 수 있도록 유입구(201)가 형성되며, 유입구(201)를 통해 유입된 물이 세디먼트 필터 모듈(300) 및 프리 카본 필터 모듈(400)을 통해 순차적으로 필터링된 후 유출될 수 있도록 유출구(202)가 형성된다. 이때, 유출구(202)는 이너 케이스(200)로부터 유출되는 물이 필터 하우징(100)의 배출구(112)를 통해 외부로 배출될 수 있도록 필터 하우징(100)의 배출구(112)와 연통되게 밀봉 결합된다.
이와 같이 이너 케이스(200)가 필터 하우징(100) 내부에 장착된 구조를 도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 따라 좀 더 자세히 살펴보면, 필터 하우징(100)은 중공의 원통형으로 일측면에 인입구(111) 및 배출구(112)가 서로 인접하게 형성될 수 있는데, 이러한 구조는 인입구(111) 및 배출구(112)가 필터 하우징(100)의 양측면에 형성되는 구조로 변경될 수도 있다. 필터 하우징(100) 내부에는 중공의 원통형 이너 케이스(200)가 장착되는데, 이너 케이스(200)는 일측면이 개방된 형태로 형성되어 개방된 일측면이 유입구(201)로 기능하도록 구성되고 타측면에는 별도의 돌출 형태의 유출구(202)가 형성될 수 있다. 이때, 필터 하우징(100)의 내측면에는 배출구(112)가 형성되는 부위에 도 3에 도시된 바와 같이 이너 케이스(200)의 유출구(202)가 삽입 결합될 수 있는 내측 결합부(113)가 형성되고, 이러한 내측 결합부(113)에 이너 케이스(200)의 유출구(202)가 삽입 결합되며 필터 하우징(100)의 배출구(112)와 연통되도록 구성될 수 있다. 또한, 이너 케이스(200)는 외경이 필터 하우징(100)의 내경보다 작게 형성되어 이너 케이스(200)와 필터 하우징(100) 사이 공간을 따라 물이 유동할 수 있는 인입 유로(Q)가 형성되도록 구성될 수 있다. 즉, 필터 하우징(100)의 인입구(111)를 통해 일측 공간으로 유입된 물은 필터 하우징(100) 내부 공간에서 상기한 인입 유로(Q)를 따라 이동하며 필터 하우징(100)의 타측 공간으로 이동하게 되며, 필터 하우징(100)의 타측 공간에서 이너 케이스(200)의 유입구(201)를 통해 이너 케이스(200) 내부 공간으로 유입되도록 구성될 수 있다.
한편, 이너 케이스(200) 내부에는 도 3에 도시된 바와 같이 세디먼트 필터 모듈(300) 및 프리 카본 필터 모듈(400)이 유입구(201)로부터 유출구(202) 방향으로 순차적으로 일렬 배치되고, 이에 따라 유입구(201)를 통해 이너 케이스(200) 내부로 유입된 물은 세디먼트 필터 모듈(300)을 통해 1차 필터링되고 이후 프리 카본 필터 모듈(400)을 통해 2차 필터링되며, 2차 필터링된 이후 유출구(202) 및 배출구(112)를 통해 필터 하우징(100)으로부터 외부로 출수된다. 이와 같이 출수된 물은 정수기 내에서 다음 단계의 필터링 장치, 예를 들어 중공사막 필터/역삼투압 필터 및 포스트 카본 필터 측으로 유동될 수 있을 것이다.
따라서, 필터 하우징(100) 내부로 인입된 물은 세디먼트 필터 모듈(300) 및 프리 카본 필터 모듈(400)가 수납된 이너 케이스(200)를 통과하며 필터링된 상태로 외부로 배출된다. 이때, 인입구(111)를 통해 필터 하우징(100) 내부로 인입된 물이 모두 필터링된 상태로 배출구(112)를 통해 배출될 수 있도록 하기 위해서는 본 발명의 일 실시예에 따라 이너 케이스(200)의 유출구(202)가 결합되는 부위에, 즉 이너 케이스(200)의 유출구(202)와 필터 하우징(100)의 내측 결합부(113) 사이에 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 O-링(500)과 같은 별도의 실링 부재가 개재될 수 있다. 이를 통해 이너 케이스(200)의 유출구(202)가 필터 하우징(100)의 배출구(112)에 연통되게 밀봉 결합될 수 있고 따라서 필터 하우징(100)의 인입구(111)를 통해 유입된 물이 필터링 과정을 거치지 않고 직접 배출구(112)로 배출되지 못하도록 차단 역할이 수행된다. 즉, 필터 하우징(100) 내부로 인입된 물은 반드시 필터링 과정을 거친 상태에서만 배출구(112)로 배출될 수 있을 것이다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 카본 필터 모듈(400) 및 세디먼트 필터 모듈(300)의 구성을 좀 더 자세히 살펴본다.
프리 카본 필터 모듈(400)은 전술한 바와 같이 부직포로 형성된 2개의 분리 격판(420)과 2개의 분리 격판(420) 사이 공간에 충전되는 입상 활성탄(410)을 포함하여 구성되는데, 이때, 프리 카본 필터 모듈(400)이 이너 케이스(200) 내부 공간에 장착되는 경우 2개의 분리 격판(420)은 외주면이 이너 케이스(200) 내주면에 밀착 결합되게 각각 형성되고, 이에 따라 2개의 분리 격판(420)과 이너 케이스(200) 내주면이 함께 형성하는 차단된 공간 내에 입상 활성탄(410)이 충전되는 형태로 구 성된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 카본 필터 모듈(400)은 종래 기술과 달리 과립 형태의 입상 활성탄(410)으로 구성될 수 있으며, 이에 따라 블록 카본과 비교하여 물리적 화학적 제거 성능이 우수한 구조이다.
세디먼트 필터 모듈(300)은 전술한 바와 같이 중심 유로(P)가 형성된 중공 파이프 형상의 세디먼트 필터(310)와, 세디먼트 필터(310)의 형상 유지를 위한 지지 리테이너 유닛(320)을 포함하여 구성되는데, 이때 세디먼트 필터(310)는 외주면이 이너 케이스(200)의 내주면으로부터 일정 간격(Y) 이격될 수 있도록 이너 케이스(200)의 내경보다 작은 외경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 세디먼트 필터 모듈(300)을 통과하는 물의 흐름이 세디먼트 필터(310)의 외주면으로부터 중심 유로(P) 측으로 형성되도록 하기 위한 것으로 이를 통해 세디먼트 필터(310)의 제거 성능이 더욱 양호하게 유지될 수 있을 것이다.
한편, 지지 리테이너 유닛(320)은 본 발명의 일 실시예에 따라 세디먼트 필터(310)의 양단부에 각각 결합되는 제 1 및 제 2 리테이너(320a,320b)로 구성된다. 즉, 세디먼트 필터(310)를 통과하는 물의 흐름 방향을 따라 세디먼트 필터(310)의 상류측인 일측단부에는 제 1 리테이너(320a)가 결합되고 하류측인 타측단부에는 제 2 리테이너(320b)가 결합된다.
제 1 리테이너(320a)는 세디먼트 필터(310)의 일측단부에 결합되는 것으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 외주면이 이너 케이스(200)의 내주면에 접촉하도록 평판 형상으로 형성된 제 1 지지 플레이트(321a)와, 제 1 지지 플레이트(321a)의 중심부에 돌출되게 형성되어 세디먼트 필터(310) 내부 중심 유로(P)의 일측단부 에 삽입 결합되는 제 1 슬리브(322a)를 포함하여 구성된다. 제 2 리테이너(320b)는 세디먼트 필터(310)의 타측단부에 결합되는 것으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 외주면이 이너 케이스(200)의 내주면에 접촉하도록 평판 형상으로 형성된 제 2 지지 플레이트(321b)와, 제 2 지지 플레이트(321b)의 중심부에 돌출되게 형성되어 세디먼트 필터(310) 내부 중심 유로(P)의 타측단부에 삽입 결합되는 제 2 슬리브(322b)를 포함하여 구성된다. 따라서, 제 1 및 제 2 슬리브(322a,322b)가 세디먼트 필터(310)의 중심 유로(P)의 형상을 지지하며, 양단부에서 제 1 및 제 2 지지 플레이트(321a,321b)가 세디먼트 필터(310)의 전체 양단 형상을 지지하게 된다.
한편, 제 2 지지 플레이트(321b)는 이너 케이스(200)의 내주면과 밀봉되게 결합된다. 이러한 밀봉 결합을 위해 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 O-링(500)과 같은 실링 부재가 개재될 수 있으며, 이를 통해 세디먼트 필터(310)를 통과하지 않은 상태의 물이 프리 카본 필터 모듈(400) 측으로 흘러가지 못하도록 하는 차단 역할이 수행될 수 있다.
또한, 제 1 리테이너(320a)에는 이너 케이스(200)의 유입구(201)로 유입된 물이 세디먼트 필터(310) 측으로 유동할 수 있도록 제 1 지지 플레이트(321a)에 유동홀(323a)이 형성되는데, 이러한 유동홀(323a)은 제 1 슬리브(322a)가 형성되는 영역의 외측 부위에 원주 방향을 따라 다수개 형성되거나 또는 링 형태로 하나 형성될 수 있다. 또한, 이러한 유동홀(323a)은 제 1 슬리브(322a)와 이너 케이스(200)의 내주면 사이 공간을 통해 형성될 수도 있다. 즉, 제 1 지지 플레이트(321a)의 외주면 둘레를 따라 도 2에 도시된 바와 같이 접촉 돌기(324a)가 다수 개 형성될 수 있으며, 이러한 접촉 돌기(324a)에 의해 형성된 제 1 지지 플레이트(321a)의 외주면과 이너 케이스(200) 내주면 사이 간격으로 물이 유입되는 방식으로 구성될 수도 있다. 한편, 제 2 리테이너(320b)에는 세디먼트 필터(310)의 중심 유로와 연통되도록 제 2 지지 플레이트(321b) 및 제 2 슬리브(322b)를 관통하는 관통홀(323b)이 형성된다.
이러한 지지 리테이너 유닛(320)에 의해 세디먼트 필터(310)는 중공 파이프 형상의 구조를 유지하게 되는데, 이때, 제 1 지지 플레이트(321a)와 세디먼트 필터(310) 사이에는 일정 간격(X)이 이격될 수 있도록 제 1 지지 플레이트(321a)의 일측면, 좀 더 구체적으로는 세디먼트 필터(310)에 대향하는 일측면에는 도 4에 도시된 바와 같이 이격 돌기(T)가 형성될 수 있다. 한편, 세디먼트 필터 모듈(300)이 물의 흐름 방향을 따라 하류 측에 인접하게 배치된 프리 카본 필터 모듈(400)과 일정 간격(X) 이격될 수 있도록 제 2 지지 플레이트(321b)에는 프리 카본 필터 모듈(400)에 대향하는 일측면에 도 4에 도시된 바와 같이 이격 돌기(T)가 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 이격 돌기(T)는 인접하게 배치된 구성요소와의 이격 거리를 유지할 수 있도록 함으로써, 물이 유동하는 과정에서 유동 저항을 감소하는 기능을 수행한다. 한편, 마찬가지 원리로 프리 카본 필터 모듈(400)이 이너 케이스(200)의 유출구(202)가 형성된 내측면으로부터 일정 간격(X) 이격될 수 있도록 이너 케이스(200)의 내측면에도 도 3에 도시된 바와 같이 동일한 이격 돌기(T)가 형성될 수 있을 것이다.
이와 같은 이격 돌기(T)는 각 구성요소 간의 결합 상태가 서로 일정 간격 이 격되게 유지되도록 하기 위한 것으로, 이러한 이격 기능을 수행하는 한 이격 돌기(T)가 형성되는 부위는 다양하게 변경할 수 있을 것이다. 예를 들면, 제 2 지지 플레이트(321b)와 분리 격판(420)의 이격을 위해 제 2 지지 플레이트(321b)에 형성된 이격 돌기(T)는 분리 격판(420)에 형성되도록 구성될 수도 있으며, 이너 케이스(200)의 내주면에 형성되도록 구성될 수도 있을 것이다.
이러한 구조에 따라 세디먼트 필터 모듈(300) 및 프리 카본 필터 모듈(400)을 통과하는 물의 흐름을 살펴보면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 필터 하우징(100)의 인입구(111)로 유입된 물은 인입 유로(Q)를 따라 이너 케이스(200)의 내부로 유입되고, 제 1 지지 플레이트(321a)의 유동홀(323a)을 통해 세디먼트 필터(310) 측으로 유입된다. 이때, 제 1 지지 플레이트(321a)에 형성된 이격 돌기(T)에 의해 제 1 지지 플레이트(321a)와 세디먼트 필터(310)가 이격되기 때문에, 유동홀(323a)을 통과한 물의 흐름이 세디먼트 필터(310) 측으로 진행될 때 유동 저항이 감소하게 되고, 또한 세디먼트 필터(310)의 외주면과 이너 케이스(200)의 내주면 사이의 간격(Y)으로 물의 흐름이 유도된다. 따라서, 물의 흐름이 세디먼트 필터(310)의 외주면으로부터 중심 유로(P) 측으로 진행됨에 따라 유입된 물이 세디먼트 필터(310)에 의해 1차 필터링되고, 이후 제 2 리테이너(320b)에 형성된 관통홀(323b)을 통과하여 프리 카본 필터 모듈(400) 측으로 유입된다. 이때, 제 2 지지 플레이트(321b)에 형성된 이격 돌기(T)에 의해 제 2 지지 플레이트(321b)와 프리 카본 필터 모듈(400)의 분리 격판(420)이 일정 간격(X) 이격되기 때문에, 관통홀(323b)을 통과한 물의 흐름에 유동 저항이 감소하게 되고 이에 따라 물의 흐름은 원활하게 분리 격판(420)을 통과하며 입상 활성탄 측으로 진행된다. 이후 입상 활성탄 및 분리 격판을 통과한 상태에서 이너 케이스(200)의 유출구(202) 및 필터 하우징(100)의 배출구(112)를 통해 외부로 배출된다. 이때, 이너 케이스(200)의 유출구(202)가 형성된 내측면과 프리 카본 필터 모듈(400)의 분리 격판(420)이 이격 돌기(T)에 의해 일정 간격(X) 이격되기 때문에, 물의 흐름에 유동 저항이 감소되어 원활한 흐름이 유지된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 복합 필터는 세디먼트 필터 및 프리 카본 필터의 필터링 기능이 약화되지 않고 양호한 상태로 유지되어 더욱 효율적인 정수기 필터 구성을 가능하게 하는 구조이며, 필요에 따라 세디먼트 필터 모듈(300)의 길이를 변경하여 세디먼트 필터 모듈(300)의 필터링 성능을 조절할 수 있으며, 입상 활성탄(410)의 충전량을 증감하여 프리 카본 필터 모듈(400)의 필터링 성능을 조절할 수도 있다. 이때, 입상 활성탄(410)의 충전량을 증감하는 방식은 분리 격판(420) 사이에 충전되는 입상 활성탄(410)의 충전 밀도를 조절하거나 또는 2개의 분리 격판(420) 사이의 거리를 조절하는 방식으로 달성될 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위 가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 정수기용 복합 필터의 내부 구조를 개념적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 복합 필터의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 복합 필터의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 4는 도 3의 A부분을 확대 도시한 확대도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 필터 하우징 200: 이너 케이스
300: 세디먼트 필터 모듈 310: 세디먼트 필터
320: 지지 리테이너 유닛 400: 프리 카본 필터 모듈
410: 입상 활성탄 420: 분리 격판
Claims (10)
- 내부 공간으로 물이 인입되어 배출될 수 있도록 인입구 및 배출구가 형성되는 필터 하우징;상기 인입구를 통해 인입된 물을 1차 필터링하는 세디먼트 필터 모듈;상기 세디먼트 필터 모듈을 통해 필터링된 물을 2차 필터링하며, 입상 활성탄이 충전된 형태로 구성되는 프리 카본 필터 모듈; 및상기 인입구를 통해 상기 필터 하우징 내부로 인입된 물이 유입 및 유출되도록 유입구 및 유출구가 형성되며 상기 유출구가 상기 필터 하우징의 배출구와 연통되게 밀봉 결합되고, 내부에는 상기 세디먼트 필터 모듈 및 프리 카본 필터 모듈이 상기 유입구로부터 상기 유출구 방향으로 순차적으로 일렬 배치되는 이너 케이스를 포함하고,상기 프리 카본 필터 모듈이 상기 이너 케이스의 유출구가 형성된 내측면으로부터 일정 간격 이격되도록 상기 이너 케이스의 내측면에는 이격 돌기가 형성되고,상기 세디먼트 필터 모듈이 상기 프리 카본 필터 모듈과 일정 간격 이격되도록 상기 프리 카본 필터 모듈에 대향하는 상기 세디먼트 필터 모듈의 일측면에도 또 다른 이격 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기용 복합 필터.
- 제 1 항에 있어서,상기 프리 카본 필터 모듈은상기 필터 하우징의 길이 방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 2개의 분리격판; 및상기 분리격판 사이 공간에 충전되는 입상 활성탄을 포함하고, 상기 분리격판은 물이 통과할 수 있도록 부직포로 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기용 복합 필터.
- 제 2 항에 있어서,상기 세디먼트 필터 모듈은내부에 길이 방향의 직선형 중심유로가 형성된 중공 파이프 형상의 세디먼트 필터; 및상기 세디먼트 필터의 형상이 유지되도록 상기 세디먼트 필터의 양단부에 결합되는 지지 리테이너 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기용 복합 필터.
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- 제 3 항에 있어서,상기 세디먼트 필터 모듈의 세디먼트 필터는 외주면이 상기 이너 케이스의 내주면으로부터 일정 간격 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기용 복합 필터.
- 제 3 항에 있어서,상기 세디먼트 필터 모듈의 지지 리테이너 유닛은외주면이 상기 이너 케이스의 내주면에 접촉하도록 평판 형상으로 형성된 제 1 지지 플레이트와, 상기 제 1 지지 플레이트의 중심부에 돌출되게 형성되어 상기 세디먼트 필터 내부 중심유로의 일측단부에 삽입 결합되는 제 1 슬리브를 포함하는 제 1 리테이너; 및외주면이 상기 이너 케이스의 내주면에 밀봉 접촉하도록 평판 형상으로 형성된 제 2 지지 플레이트와, 상기 제 2 지지 플레이트의 중심부에 돌출되게 형성되어 상기 세디먼트 필터 내부 중심유로의 타측단부에 삽입 결합되는 제 2 슬리브를 포함하는 제 2 리테이너를 포함하고, 상기 제 1 리테이너에는 상기 세디먼트 필터 측으로 물이 유입되도록 상기 제 1 지지 플레이트에 유동홀이 형성되고, 상기 제 2 리테이너에는 상기 세디먼트 필터의 중심유로와 연통되도록 상기 제 2 지지플레이트 및 제 2 슬리브를 관통하는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기용 복합 필터.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 2 지지 플레이트의 외주면과 상기 이너 케이스의 내주면 사이에는 실링 부재가 삽입 개재되는 것을 특징으로 하는 정수기용 복합 필터.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 지지 플레이트는 상기 세디먼트 필터와 일정 간격 이격되도록 상기 세디먼트 필터에 대향하는 일측면에 이격 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기용 복합 필터.
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