KR101239534B1

KR101239534B1 - 타이머 전환 밸브를 포함하는 연수기

Info

Publication number: KR101239534B1
Application number: KR1020100081066A
Authority: KR
Inventors: 윤성훈; 안중근; 김원태; 박춘호
Original assignee: 코웨이 주식회사
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2013-03-06
Also published as: US20130068678A1; MY160209A; US9556042B2; CN102884005A; CN102884005B; KR20110121525A; JP5820875B2; JP2013528484A

Abstract

본 발명은, 타이머 스프링에 의해 회전 가능한 밸브 제어부를 구비하며 원수가 유입되는 타이머 전환 밸브; 상기 타이머 전환 밸브에 의해 원수 입수 여부가 선택되는 다수의 유로; 상기 다수의 유로 중 재생통 입수 유로와 연통하는 재생통; 및 상기 재생통에서 생성된 재생수가 유입될 수 있으며 이온 교환 수지가 실장된 수지 탱크부를 포함하는 수압 재생식 연수기로서, 상기 연수기는 상기 밸브 제어부에 의해 정지 모드, 연수 모드, 원수 모두 및 재생 모드가 선택되어 작동될 수 있으며, 그리고 상기 재생 모드가 선택된 경우, 기 설정된 시간 동안 상기 밸브 제어부가 상기 타이머 스프링에 의해 상기 정지 모드까지 회전하는 것을 특징으로 하는, 수압 재생식 연수기를 제공한다.
상기와 같은 발명에 의해서, 타이머에 의해 기 정해진 시간만큼만 재생 작동이 이루어져서 효과적인 재생이 이루어짐과 동시에 재생제의 불필요한 낭비를 감소시킬 수 있으며, 연수기의 작동 모드가 사용자에게 효과적으로 도시되며, 다수의 수지 탱크를 구비한 멀티 탱크식 수지 탱크부를 채택함으로써 사용자가 선택한 온도의 연수가 빠르게 사용자에게 제공될 수 있으며, 재생통 마개를 용이하고 안전하게 개방할 수 있다.

Description

타이머 전환 밸브를 포함하는 연수기{Softner comprising timer shift valve}

본 발명은 타이머 전환 밸브를 포함하는 수압 재생식 연수기에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은, 타이머 스프링에 의해 회전 가능한 밸브 제어부를 구비하며 원수가 유입되는 타이머 전환 밸브; 상기 타이머 전환 밸브에 의해 원수 입수 여부가 선택되는 다수의 유로; 상기 다수의 유로 중 재생통 입수 유로와 연통하는 재생통; 및 상기 재생통에서 생성된 재생수가 유입될 수 있으며 이온 교환 수지가 실장된 수지 탱크부를 포함하는 수압 재생식 연수기로서, 상기 연수기는 상기 밸브 제어부에 의해 정지 모드, 연수 모드, 원수 모두 및 재생 모드가 선택되어 작동될 수 있으며, 그리고 상기 재생 모드가 선택된 경우, 기 설정된 시간 동안 상기 밸브 제어부가 상기 타이머 스프링에 의해 상기 정지 모드까지 회전하는 것을 특징으로 하는, 수압 재생식 연수기에 관한 것이다.

일반적으로 수돗물(경수)에는 정화 과정에서 사용된 다량의 염소 성분이 포함되며, 노후 된 관, 수질오염 등으로 인해 인체에 해로운 철, 아연, 납, 수은 등 각종 중금속(이온)도 함유될 수 있다. 이와 같은 수돗물은 인체에 치명적이지는 않지만 피부를 세척할 때 그대로 사용하게 되면 물속에 포함된 금속 이온과 비누의 지방산이 결합하여 금속성 이물질을 만들게 되고, 이러한 금속성 이물질이 피부에 접촉하여 알레르기와 같은 각종 피부질환을 일으키거나 피부의 노화를 촉진시킬 수 있다.

이를 방지하기 위해 경수의 Ca² ⁺와 Mg² ⁺을 Na⁺와 교환하여 연수(soft water)로 만드는 연수기가 개발되어 주로 세정용으로 이용되고 있다.

이를 위해서 연수기는, Na⁺이 함유된 특수 고분자 화합물의 이온 교환 수지가 내장된 수지 탱크을 포함하고, 물에 용해될 경우에 Na⁺을 생성하는 소금(NaCl)과 같은 이온 교환 수지 재생물질 또는 재생제가 내장되는 재생통을 포함한다.

동작 과정을 살펴보면, 연수기는 수지 탱크 내에 알갱이(ball) 형상의 이온 교환 수지가 대량으로 저장되어 있는 상태에서 경수를 상기 수지 탱크 내로 통과시켜 이온 교환 수지와 접촉시킴으로써 연수를 생성하게 된다. 이 때에, 상기 이온 교환 수지는 경수와의 지속적인 접촉에 의해 Na⁺ 성분이 지속적으로 감소된다. 이 경우에, Na⁺ 성분을 보전시키고자 재생통으로부터 수지 탱크로 NaCl 성분의 재생수를 흘려준다.

일반적으로 사용자가 다양한 방법에 의해 Na⁺ 성분이 감소됨을 확인하게 되면, 재생수를 흘려주는 재생 작동을 시키는데, 재생 작동은 이온 교환 수지를 충전시키기에 적절한 만큼이면 충분하여, 그 재생 작동 기간이 문제된다.

이를 해결하기 위한 종래 기술에 따르면, 기계적 타이머를 구비한 중력 재생식 연수기가 공지된다. 그러나 단순하게 기계적 타이머만을 구비하는 종래 기술의 경우 사용자가 현재 재생 모드 상태인지 여부를 확인하기 어려우며, 특히 재생 모드 상태인 경우 추가 재생 시간이 얼마나 더 소요되는지 사용자가 확인하기 어렵다는 문제점이 존재한다.

이를 해결하기 위해서는 별도의 전자적 타이머 내지 전자 신호 제어 장치를 장착하여야 하나, 연수기는 일반적으로 습기가 많은 공간에서 사용되기에 전기적 쇼트 등이 발생할 수 있으며 제조 원가가 현저히 상승한다는 문제점이 발생한다.

또한, 재생통에는 재생제 투입을 위한 별도 마개가 구비되는 것이 일반적인데, 상기 종래 기술에서는 수압이 걸린 원수가 재생통에 유입됨에 따라 재생통 내에 수압이 걸려 마개를 개방하기 어려우며, 개방시 수압에 의해 사용자 부상 가능성이 존재한다는 문제점이 발생한다.

종래 기술의 수압 재생식 연수기는 이를 해결하기 위해 드레인 밸브를 위치시켜 재생통 마개 개방 전에 먼저 드레인 밸브를 개방하여 재생통 내부의 물을 외부로 배출시켜 수압을 낮추도록 하는데, 드레인 밸브는 일반적으로 조작이 어려운 곳에 위치하여 번거로울 뿐만 아니라 사용자가 이를 깜빡 잊고 마개를 먼저 개방하는 경우 부상의 위험도 있다는 문제점이 발생한다.

또한, 상기 종래 기술은 1개의 수지 탱크를 사용하기에 연수기 전체 크기가 작아지고 설치가 간편하다는 장점이 있으나, 수전구에서 사용자가 선택한 바에 따라 온도가 기 조절된 물이 연수기에 유입되면 이온 교환된 연수가 최종 출수되기까지 유동하는 길이가 길고 유동 관로 상에 다량의 유체가 저류되어 있기에 사용자가 선택한 온도에 맞추어진 연수가 출수되기까지 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

이를 극복하기 위해 2개 이상의 수지 탱크를 채택할 수 있으나 이 경우에는 반대로 온도 조절은 용이하지만 연수기 제품의 크기가 필연적으로 커져서 설치가 어려운 문제점이 발생한다.

또한, 상기 종래 기술은 사용된 연수의 총량을 확인할 수 없어서 재생 타이밍을 사용자가 책정하기 어렵다는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 유량 센서를 사용할 수 있으나, 역시 센서에 의한 감지는 전기적 쇼트 등의 문제점이 발생할 수 있다.

다른 종래 기술에 따르면, 기계적 타이머가 아닌 타이머 신호를 전기적으로 구현한 연수기가 공지된다. 그러나 기계적 타이머가 아닌 전기적 타이머 신호를 사용하는 경우, 전술한 바와 같이 연수기는 일반적으로 습기가 많은 공간에서 사용되기에 전기적 쇼트 등이 발생할 수 있으며 제조 원가가 현저히 상승한다는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것이다.

보다 구체적으로, 기계적으로 작동하는 타이머를 사용함과 동시에 사용자에게 현재 작동 모드가 무엇인지를 효과적으로 도시하며, 또한 재생 모드가 얼마나 진행되었고 얼마나 추가 진행되어야 하는지를 기계적 방법에 의해 효과적으로 도시할 수 있는 연수기를 제공하고자 한다.

또한, 사용자가 선택한 바에 따라 수전구에서 온도가 기 조절된 물이 연수기를 통하여 연수로 생성되어 빠르게 사용자에게 제공될 수 있으면서, 동시에 제품 크기가 작고 설치가 용이한 연수기를 제공하고자 한다.

또한, 재생통 마개를 열기 어렵다는 문제점을 해결함과 동시에 재생통 마개 개방시 사용자 부상 염려 없이 안전하게 개방될 수 있는 연수기를 제공하고자 한다.

또한, 다수의 수지 탱크를 포함하는 멀티 탱크식 수지 탱크부를 사용하는 경우에도 재생수 등이 각각의 수지 탱크에 균등하게 분배될 수 있어서 각각의 수지 탱크 내의 이온 교환 수지의 양이 고르게 유지될 수 있는 연수기를 제공하고자 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 연수기는 타이머 스프링을 구비한 타이머를 채택하고, 타이머 스프링에 의해 타이머 손잡이가 작동하도록 하여 사용자에게 현재의 작동 모드 및 재생 진행 정도를 알려줄 수 있는 연수기를 제공한다.

또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 다수의 수지 탱크가 병렬로 연결된 연수기를 제공한다.

또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 샤프트 및 세퍼레이터 플레이트를 구비한 재생통을 포함하는 연수기를 제공한다.

보다 구체적으로, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 원수가 유입되며 타이머 스프링에 의해 회전 가능한 타이머 전환 밸브를 포함하는 연수기를 제공한다.

상기 타이머 전환 밸브는 재생 모드 및 연수 모드 중 어느 하나의 모드로 작동되는 것이 바람직하다.

상기 타이머 전환 밸브는 상기 타이머 스프링을 이용한 조작이 가능한 밸브 제어부를 포함하며, 상기 타이머 전환 밸브는 상기 재생 모드, 상기 연수 모드 및 정지 모드 중 어느 하나의 모드로 작동될 수 있으며, 그리고 상기 재생 모드가 선택된 경우, 기 설정된 시간 동안 상기 밸브 제어부가 상기 타이머 스프링에 의해 상기 정지 모드에 이르는 것이 바람직하다.

상기 연수기는 수압 재생식 연수기인 것이 바람직하다.

상기 연수기는, 병렬로 연결된 다수의 수지 탱크를 포함하는 수지 탱크부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 병렬로 연결된 다수의 수지 탱크의 입수측에는 수지 탱크 분배 유로가 위치하며, 그리고 상기 수지 탱크 분배 유로로 유입된 유체는 상기 다수의 수지 탱크에 각각 분배되어 유입되는 것이 바람직하다.

상기 연수기는 재생통을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 재생통은 재생수가 출수될 수 있는 재생수 출수 유로를 포함하며, 상기 재생수 출수 유로는 상기 수지 탱크 분배 유로와 유체 소통하며, 그리고 상기 재생수 출수 유로와 상기 수지 탱크 분배 유로 사이에 세퍼레이터 플레이트가 위치하는 것이 바람직하다.

상기 세퍼레이터 플레이트는, 상기 수지 탱크 분배 유로를 향해 개방된 다수의 개구부, 및 상기 다수의 개구부가 위치하는 중공형 채널을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 재생통은, 샤프트를 구비한 재생통 마개, 및 재생수를 배출할 수 있는 드레인 밸브를 포함하며, 상기 샤프트의 일단은 상기 재생통 마개에 연결되고, 타단에는 드레인 마개가 위치하며, 그리고 상기 재생통 마개의 폐쇄시 상기 드레인 마개가 상기 드레인 밸브를 폐쇄하고, 상기 재생통 마개의 개방시 샤프트 스프링에 의해 상기 샤프트가 상승하여 상기 드레인 마개가 상기 드레인 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 샤프트는 단턱부를 포함하며, 상기 재생통 마개 개방시 상기 샤프트 스프링에 의해 상기 샤프트가 소정의 거리만큼 상승 운동한 후 상기 단턱부에 의해 상승 운동이 정지되는 것이 바람직하다.

상기 다수의 수지 탱크는 3개의 수지 탱크로 이루어지며, 그리고 상기 각각의 수지 탱크는 체적이 0.5L보다 크고 내경은 9cm 이하인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 연수기는, 일단이 상기 재생통과 연통하고 타단이 상기 타이머 전환 밸브와 연통하는 재생통 입수 유로를 더 포함하며, 상기 재생통 입수 유로 상에 유량 조절기가 위치하며, 그리고 상기 유량 조절기는 상기 재생 모드 선택시 상기 재생통에 입수되는 유량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 재생 모드가 선택된 경우, 상기 재생통 입수 유로로 원수가 유입되고 상기 기 설정된 시간 이후 상기 정지 모드가 선택되며, 이에 따라 상기 재생통 입수 유로로의 원수 유입이 정지되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 연수기는, 일단이 상기 수지 탱크부와 연통하는 연수 출수 유로를 더 포함하며, 그리고 상기 연수 출수 유로 상에 적산 유량계가 위치하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 연수기는 필터부 및 상기 필터부와 유체 소통하는 필터부 입수 유로를 더 포함하며, 그리고 상기 연수 모드가 선택된 경우, 상기 타이머 전환 밸브에 유입된 원수가 상기 필터부 입수 유로로 입수되어 필터부에 유입되는 것이 바람직하다.

상기 필터부에 유입된 원수는 필터링되어 상기 다수의 수지 탱크에 입수되며, 그리고 상기 다수의 수지 탱크에 입수된 원수는 이온 교환 수지에 의해 이온 교환되어 연수로 변환되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 연수기는, 출수 유로와 유체 소통하는 원수 출수 유로를 더 포함하며, 그리고 상기 타이머 전환 밸브는 상기 재생 모드, 상기 연수 모드, 상기 정지 모드 및 원수 모드 중 어느 하나의 모드로 작동될 수 있으며, 그리고 상기 원수 모드가 선택된 경우 상기 타이머 전환 밸브에 유입된 원수가 상기 원수 출수 유로로 입수되어 출수 유로로 출수되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 연수기는 상기 타이머 전환 밸브에 연수가 입수되는 유로인 원수 입수 유로를 더 포함하며, 상기 타이머 전환 밸브는 상기 원수 입수 유로 상에 배치되는 밸브 하우징, 상기 밸브 하우징 내에 배치되는 밸브 하판, 상기 밸브 하판의 상부에 배치되어 회전구동하는 밸브 상판, 상기 밸브 하우징의 상단에 결합되는 상부 덮개, 및 상기 밸브 하우징에 연동되는 타이머를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 밸브 하판은 상하면을 관통하는 유동홀이 형성되고, 상기 유동홀은 상기 밸브 하판의 상면으로부터 돌출되어져 상기 밸브 상판 및 밸브 하판 사이의 이격거리인 밸브단차를 이루는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 유동홀은 상기 밸브 하판의 중심을 기준으로 부채꼴 형상의 연수홀과 원수홀, 및 원호 형상의 재생홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 유동홀에는 시계 또는 반시계 방향으로 상기 연수홀, 상기 원수홀 및 상기 재생홀의 순서대로 배치되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 타이머 전환 밸브는, 상기 타이머에 결합되는 제 1 기어, 상기 밸브 상판 상부에 체결되는 연결체, 및 상기 연결체에 형성된 샤프트를 통해 결합되며 상기 제 1 기어에 맞물리는 제 2 기어를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제 1 기어와 상기 타이머 스프링이 연결되며, 그리고 상기 타이머 스프링에 소정의 토크가 작용하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 밸브 상판에는 상하면을 관통하도록 입수포트가 형성되고, 상기 입수포트는 상기 연수홀과 원수홀에 대응하는 부채꼴 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 밸브 상판 및 상기 밸브 하판은 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

타이머에 의해 기 정해진 시간만큼만 재생 작동이 이루어져서 효과적인 재생이 이루어짐과 동시에 재생제의 불필요한 낭비를 감소시킬 수 있다.

또한, 연수기의 작동 모드가 사용자에게 효과적으로 도시되며, 추가하여 재생 모드 진행 정도 역시 효과적으로 도시된다. 이와 동시에 전기적 신호를 사용하지 않기에 전기적 쇼트 등의 고장 우려가 적으며 설치 원가 절감을 이룰 수 있다.

또한, 다수의 수지 탱크를 구비한 멀티 탱크식 수지 탱크부를 채택함으로써, 사용자가 선택한 온도의 연수가 빠르게 사용자에게 제공될 수 있다. 이와 동시에 제품 크기가 작고 설치가 용이한 연수기를 제공할 수 있다.

또한, 재생통 마개를 용이하게 개방할 수 있으면서, 이와 동시에 드레인 밸브를 별도로 개방하여야 하는 번거로움 없이 한번의 동작으로 마개 개방이 가능하다. 또한, 재생통 마개가 갑자기 튀어나오는 현상을 방지할 수 있어서 사용자 부상의 우려가 적다.

또한, 다수의 수지 탱크에 균등한 양의 재생수가 유입될 수 있어서, 이온 교환 수지의 양이 고르게 유지되어 연수 생성 효과가 뛰어나다.

도 1은, 본 발명에 따른 연수기의 외형 사시도,
도 2 및 3은, 본 발명에 따른 연수기에서 외부 하우징을 생략한 사시도,
도 4는, 본 발명에 따른 연수기의 횡단면도,
도 5는, 본 발명에 따른 타이머전환밸브의 상부 방향에서의 사시도,
도 6은, 도 5의 타이머전환밸브를 하부 방향에서 바라본 사시도,
도 7은, 도 5의 타이머전환밸브의 분해 사시도,
도 8은, 본 발명에 따른 연수기의 작동 방법을 설명하기 위한 개념도,
도 9는, 본 발명에 따른 연수기의 작동 방법을 설명하기 위한 밸브 제어부의 개념도,
도 10은, 본 발명에 따른 연수기 재생통의 횡단면도로서, 도 4의 "A"의 상세도,
도 11 및 12는, 본 발명에 따른 연수기 재생통의 횡단면도로서, 각각 도 10의 B-B' 및 C-C'에 따른 단면도,
도 13은, 본 발명에 따른 세퍼레이터 플레이트를 도시하기 위한 종단면도로서, 도 10의 D-D'에 따른 단면도,
도 14a 내지 14c는, 본 발명에 따른 세퍼레이터 플레이트의 사시도 및 단면도,
도 15는 본 발명인 타이머전환밸브가 연수모드일 때 밸브상판 및 밸브하판 간의 관계를 나타낸 상태도,
도 16은 타이머전환밸브가 원수모드일 때 밸브상판 및 밸브하판 간의 관계를 나타낸 상태도,
도 17은 재생이 개시될 때의 상태를 나타내는 상태도, 및
도 18은 재생이 종료된 때의 상태를 나타내는 상태도이다.

1. 연수기 구성 요소의 설명

도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 연수기의 주요 구성요소를 설명한다. 도 1 내지 3은 본 발명에 따른 연수기의 사시도이고, 도 4는 단면도이며, 도 5 내지 7은 타이머전환밸브의 사시도이다.

1.1 구성 요소의 개괄적 설명

도 1은 본 발명에 따른 연수기의 외형을 도시하는 사시도이다. 도 1에서는, 연수기의 내부 구성요소를 보호하기 위한 외부 하우징(100)과, 사용자의 조작이 가능한 밸브 제어부(295, 도 9 참조)가 장착되는 밸브 샤프트(290)와, 사용한 연수의 양을 사용자가 확인할 수 있는 적산 유량계(600)가 도시된다. 적산 유량계(600)의 덮개는 도시를 생략하였다.

도 2 내지 4는 본 발명에 따른 연수기에서 외부 하우징(100)을 생략한 사시도이다. 도 2는 정면에서 본 사시도이며, 도 3은 후면에서 본 사시도이다. 도 4는 도 2의 사시도를 바라본 방향에서 본 횡단면도이다.

연수기는, 타이머 전환 밸브(200)와, 필터부(300)와, 재생통(400)과, 수지 탱크부(500)와, 적산 유량계(600)를 포함한다.

타이머 전환 밸브(200)는 수전구(10)로부터 원수 입수 유로(110)를 통해 입수되는 원수를 사용자가 선택한 작동 모드에 따른 적합한 유로로 유동시키는 기능을 한다. 사용자가 밸브 제어부(295)를 통해 작동 모드를 선택하면 타이머 전환 밸브(200)는 그 작동 모드에 따라 원수를 다수의 유로, 즉 원수 출수 유로(120), 필터부 입수 유로(310), 재생통 입수 유로(410) 중 어느 하나로 유동시킨다. 작동 모드의 상세한 내용은 아래에서 후술한다. 상기 밸브 제어부(295)의 구체적인 일 실시예로서 수동으로 작동할 수 있는 밸브 손잡이를 들 수 있다.

필터부(300)는 필터부 입수 유로(310)로부터 유입된 원수를 필터링하는 기능을 한다. 필터링된 원수는 수지 탱크 분배 유로(520)를 통해 수지 탱크에 입수된다.

재생통(400)에는 재생제가 저장된다. 재생제는 일반적으로 소금(NaCl)일 수 있으나, 이에 제한되지 않음은 물론이다. 재생통 입수 유로(410)를 통해 원수가 재생통(400)에 입수되면 재생수가 생성되며, 생성된 재생수는 수지 탱크 분배 유로(520)를 통해 수지 탱크에 입수된다.

수지 탱크부(500)는 다수의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)로 이루어지며 이온 교환 수지가 저장된다.

사용자가 연수 모드를 선택한 경우, 필터부(300)에서 필터링된 원수가 수지 탱크 입수 유로(520)를 통해 수지 탱크부(500)에 유입된다. 유입된 원수는 수지 탱크부(500)에서 이온 교환되어 경도가 제거되어 연수로 변환되며, 연수는 수지 탱크 출수 유로(530)를 통해 수지 탱크부(500)에서 출수된다. 이후, 연수는 연수 출수 유로(610)를 거쳐 출수 유로(620)를 통해 사용자에게 제공된다.

사용자가 재생 모드를 선택한 경우, 재생통(400)에서 생성된 재생수가 수지 탱크 입수 유로(520)를 통해 수지 탱크부(500)에 유입된다. 유입된 재생수는 수지 탱크부(500)에서 이온 교환 수지를 충전한다.

적산 유량계(600)는 연수 출수 유로(610) 상에 설치되어, 출수된 연수의 총량을 사용자가 용이하게 확인할 수 있도록 한다(도 1 참조). 이에 따라 사용자는 적산 유량계(600)를 보고 출수된 연수의 총량을 확인하여 이온 교환 수지를 충전하여야 하는 재생 모드 작동 시점을 판단할 수 있다.

1.2. 수지 탱크부(500)의 설명

수지 탱크부(500)는 멀티 탱크식으로서, 병렬로 연결된 다수의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)로 이루어진다. 도시된 실시예에서는 3개의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)를 도시하나 그 개수는 이에 제한되지 않음은 물론이다.

수전구(10)에서 사용자가 선택한 바에 따라 온도가 기 조절된 물이 연수기에 유입되는 경우, 수지 탱크가 1개이거나 다수의 수지 탱크가 직렬로 연결된 경우 이온 교환된 연수가 최종 출수되기까지 유동하는 길이가 길고 유동 관로 상에 다량의 유체가 모여 있어서 사용자가 선택한 온도의 연수가 출수되기까지 많은 시간이 소요된다.

반대로, 수지 탱크가 2개 이상인 경우 직렬로 연결되면 연수가 출수되기까지 유동하는 길이가 짧아서 온도 조절은 용이하지만 제품의 크기가 커져서 설치가 어려운 문제점이 발생한다.

본 발명에 따른 수지 탱크부(500)는 상기와 같은 문제점을 해결하고자 다수의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)를 사용하되 이를 병렬로 연결한다. 병렬 연결을 통해 연수가 유동하는 길이를 짧게 할 수 있어서 온도 조절이 용이하며, 동시에 제품의 크기가 커져 설치가 어려운 문제점을 해결할 수 있다.

특히, 다수의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)를 사용하는 경우 각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)의 크기가 줄어들게 되며, 이에 따라 각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c) 내의 이온교환수지의 양 역시 줄어든다. 이온교환수지의 양이 너무 적은 경우 원수의 경도가 완전히 제거되지 않는 문제점이 발생함을 확인하였다.

이에 본 발명자는 다수의 실험을 통해 이온교환수지의 양이 최소 0.5ℓ이어야 함을 확인하였다. 또한, 이온교환수지의 양이 0.5ℓ를 넘더라도 탱크 내경이 9㎝보다 큰 경우에도 마찬가지로 원수의 경도가 완전히 제거되지 않는 문제점이 발생함을 확인하였다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c) 병렬로 연결되는 것이 바람직하고, 그 체적이 0.5L보다 큰 것이 바람직하며, 내경은 9cm 이하인 것이 특히 바람직하다.

1.3. 타이머전환밸브(200)의 구성 설명

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 타이머전환밸브(200)에 대해 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 타이머전환밸브의 상부 방향에서의 사시도, 도 6은 도 5의 타이머전환밸브를 하부 방향에서 바라본 사시도, 및 도 7은 도 5의 타이머전환밸브의 분해 사시도이다.

타이머전환밸브(200)는 중공의 용기 형상의 밸브 하우징(210), 상기 밸브 하우징(210)의 일측에 배치되어 원수입수유로(110)를 통해 공급되는 원수에 대한 감압 작용을 하는 감압기(220), 상기 밸브 하우징(210)의 타측에 배치되어 재생을 위한 타이머 기능을 수행하는 타이머(230), 상기 밸브 하우징(210) 내의 하단에 고정배치되는 밸브 하판(240), 밸브 하판(240)의 상면에 밀착배치되며 회전구동하는 밸브 상판(250), 상기 밸브 상판(250) 상에 고정되는 연결체(260), 밸브 하우징(210) 상단에 결합되는 상부 덮개(270), 및 연결체(260)의 샤프트(261)에 체결되어 회전 조작이 가능한 밸브샤프트(290)를 포함한다.

밸브 하우징(210)은 그 내부에 밸브 하판(240), 밸브 상판(250), 및 연결체(260)가 차례대로 수용된다. 밸브 하우징(210) 하단부에는 복수의 배출구(211,212,213)가 형성된다. 상기 배출구(211,212,213)는 연수배출구(211), 원수배출구(212), 및 재생수 배출구(213)를 구비한다. 수전구(10)로부터 원수입수유로(110)를 통해 공급된 원수는 밸브 하우징(210) 내에 먼저 수용되고, 상기 밸브 상하판(240,250) 간의 상대적인 배치에 의해서 상기 배출구(211,212,213)를 통해 각각 연수, 원수, 및 재생수 생성을 위해 공급된다.

타이머(230)는 그 내부에 타이머 스프링(미도시)이 내장되고, 상기 타이머 스프링은 제1치형(234)이 형성된 제1기어(232)에 결합된다. 타이머 스프링은 일 예로 3.5kgf-cm의 토크 하중이 걸리도록 설계가 가능하고 상기 토크 하중이 일정하게 걸리도록 하는 것이 제1기어(232)를 일정한 속도로 회전시킬 수 있게 한다. 상기 제1기어(232)는 타이머 스프링이 감긴 상태에서 원상태로 복귀하려는 복원력에 의해 회전구동할 수 있게 된다. 한편, 제1기어(232)는 밸브샤프트(290)에 연결고정된 제2기어(292)와 맞물리도록 배치되는데, 여기에서 제1치형(234)과 제2치형(294)은 상기 기어들(232,292)의 맞물림을 가능하게 한다.

밸브 하판(240)은 소정 두께의 원형의 세라믹 재질로 형성되어진다. 상기 밸브 하판(240)은 그 상하면을 관통하도록 복수의 유동홀이 형성된다. 상기 유동홀은 연수홀(241), 원수홀(242), 및 재생홀(243)을 포함한다. 연수홀(241)과 원수홀(242)은 밸브 하판(240)의 중심을 기준으로 부채꼴 형상 또는 삼각형 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 형상은 기존의 원형으로 형성된 관통홀의 형상과 비교할 때 밸브 하판(240)의 전체적인 면적을 감소시켜 컴팩트한 디자인을 구현 가능하게 한다. 한편, 재생홀(243)은 소정두께를 가진 원호 형상으로 제작할 수 있다.

밸브 하판(240)의 하단에는 제1고정홈(244)이 형성되고, 상기 제1고정홈(244)은 밸브 하우징(210) 내에 형성된 제1돌기(214)와 맞물림으로써 밸브 하판(240)을 밸브 하우징(210) 내에서 요동없이 고정하게 한다.

밸브 상판(250)은 밸브 하판(240)과 마찬가지로 소정 두께의 원형의 세라믹 재질로 형성되어지며, 상기 밸브 상하판(240,250)은 상호 마찰이 최소화될 수 있는 세라믹 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 밸브 상판(250)의 상하면을 관통하도록 입수포트(252)가 마련되는데, 상기 입수포트(252)는 연수홀(241)과 원수홀(242)의 형상에 대응하도록 삼각형상으로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다. 밸브 상판(250)의 상부 측단에는 연결체(260)와의 고정을 위해 제2고정홈(254)이 형성된다.

연결체(260)는 밸브 상판(250)과 밸브샤프트(290)의 연결 기능을 하는 것으로서, 그 중앙에 샤프트(261)가 형성되고, 하부 측단에는 아래로 돌출된 제2돌기(264)가 형성된다. 제2돌기(264)는 제2고정홈(254)에 맞물려 연결체(260)를 밸브 상판(250)에 요동없이 고정하게 한다. 한편, 연결체(260)에는 밸브 상판(250)의 입수포트(252)에 대응하도록 관통홀(262)이 형성된다.

상부덮개(270)의 테두리에는 밸브 하우징(210)의 상단에 형성된 체결홈(216)에 대응되는 복수개의 체결홀(276)이 형성된다. 밸브 하우징(210)은 상부덮개(270)와의 체결로 인해 그 내부가 밀폐되어지는데, 내부에 수용된 물의 누설을 방지하기 위해서는 밸브 하우징(210)과 상부덮개(270) 사이에 별도의 수밀부재(미도시)가 배치되는 것이 바람직할 수 있다.

이하, 도 7을 참조하여 밸브 하우징(210) 내에서의 수압에 의해 밸브 상판(250)과 밸브 하판(240) 사이에 작용하는 부하를 저감하는 구조에 대해 설명한다. 밸브 하판(240)의 연수홀(241), 원수홀(242), 및 재생홀(243)은 밸브 하판(240)의 상단으로부터 밸브단차(245) 만큼 더 상부로 돌출되는 구조를 유지한다.상기 밸브단차(245)는 밸브 상판(250)과 밸브 하판(240) 사이의 이격거리를 의미하는 것으로서, 밸브 하우징(210) 내에 유입된 원수가 상기 밸브 상하판(240,250) 사이로 유입되어 부하를 저감하게 하는 역할을 한다.

즉, 밸브 상하판(240,250) 사이에 유입된 원수가 완충작용을 하여 밸브 하판(240)의 하부 및 밸브 상판(250)의 상부로부터 가해지는 수압에 대한 상쇄 작용을 하게 된다. 상기와 같은 힘의 작용관계를 통해서 밸브 상판(250)은 밸브 하판(240)에 대한 마찰력이 크게 상쇄되므로 밸브샤프트(290)를 통해 최소한의 회전력을 제공함으로써 구동이 가능하다.

2. 연수기 동작의 설명

도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 연수기 동작을 설명한다. 도 8은 본 발명에 연수기의 작동 방법을 설명하기 위한 개념도이며, 도 9는 밸브 제어부(295)의 개략도로서 사용자가 선택할 수 있는 작동 모드를 도시한다.

도 9에 도시된 바와 같이 사용자는 밸브 제어부(295)를 조작하여 정지 모드, 연수 모드, 원수 모드 및 재생 모드를 선택할 수 있다. 밸브 제어부(295)의 조작에 따라 밸브 샤프트(290)가 회전하고, 이에 따라 타이머 전환 밸브(200)가 작동하여 타이머 전환 밸브(200)에 유입된 원수의 유로를 결정한다.

2.1. 정지 모드

사용자가 밸브 제어부(295)를 조작하여 정지 모드를 선택한 경우, 별도의 원수 유입이 없다. 도 9에 도시된 실시예는 밸브 제어부(295)가 정지 모드인 상태를 도시한다.

2.2. 연수 모드

사용자가 밸브 제어부(295)를 조작하여 연수 모드를 선택한 경우, 수전구(10)로부터 유입된 원수는 연수로 변환되어 사용자에게 제공된다.

수전구(10)로부터 원수 유입 유로(110)를 통해 원수가 유입되면, 타이머 전환 밸브(200)는 원수가 필터부 입수 유로(310)로 유동하게 한다. 필터부(300)에서 필터링된 원수는 수지 탱크 분배 유로(520)를 통해 각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)에 균등하게 분배된다.

병렬로 연결된 각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)에서 이온 교환이 이루어져 연수가 생성된다. 유입되는 원수는 약 1/3씩 균등하게 분배되어 각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)에서 이온 교환이 이루어지기 때문에 빠르게 연수가 생성됨과 동시에 수전구(10)로부터 유입된 원수의 온도가 큰 변화없이 유지되어 각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)를 통과할 수 있다. 이로 인해 출수되는 연수의 온도 조절이 용이하다.

각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)에서 출수된 연수는 수지 탱크 출수 유로(530)를 통해 연수 출수 유로(610)를 지나 출수 유로(620)를 통해 사용자에게 제공된다. 연수 출수 유로(610) 상에는 적산 유량계(600)가 위치하여 연수의 총량이 계측된다.

2.3. 원수 모드

사용자가 밸브 제어부(295)를 조작하여 연수 모드를 선택한 경우, 수전구(10)로부터 유입된 원수는 그대로 사용자에게 제공된다.

수전구(10)로부터 원수 유입 유로(110)를 통해 원수가 유입되면, 타이머 전환 밸브(200)는 원수가 원수 출수 유로(120)로 유동하게 한다. 이후, 원수는 출수 유로(620)를 통해 사용자에게 제공된다.

2.4. 재생 모드

사용자가 밸브 제어부(295)를 조작하여 재생 모드를 선택한 경우, 수전구(10)로부터 유입된 원수는 재생수로 사용된다. 또한, 재생 모드를 선택하면 태엽과 같은 타이머 스프링(미도시)이 작동하여 기 정해진 소정의 시간이 지난 후 정지 모드로 변환된다.

수전구(10)로부터 원수 유입 유로(110)를 통해 원수가 유입되면, 타이머 전환 밸브(200)는 원수가 재생통 입수 유로(410)로 유동하게 한다. 이와 동시에, 타이머가 작동하여 기 정해진 소정의 시간 이후에는 원수 유입이 자동으로 정지된다.

예를 들어, 사용자가 정지 모드에서 재생 모드로 밸브 제어부(295)를 회전시키면(화살표 291), 타이머 전환 밸브(200) 내의 별도의 타이머 스프링(미도시)이 작동을 시작한다. 타이머 스프링에 의해 밸브 제어부(295)는 재생 모드에서 정지 모드로 서서히 작동되어(화살표 292) 기 설정된 시간이 지나면 자동으로 정지 모드로 복귀한다.

즉, 사용자 입장에서는 밸브 제어부(295)의 회전 정도를 가시적으로 확인하여 재생 동작이 얼마나 진행되었는지를 확인할 수 있다.

일 실시예에서, 정지 모드와 재생 모드 사이의 각도는 약 144°일 수 있으며, 재생 모드에서 정지 모드로 약 30분 후에 복귀하도록 타이머 스프링이 설정될 수 있으나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.

원수는 재생통 입수 유로(410)를 통해 재생통(400)에 유입된다. 재생통 입수 유로(410)에는 유량 조절기(미도시)가 위치하여 기 설정된 입수량만큼의 원수만이 재생통(400)에 유입되도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 기 설정된 입수량은 150㎖일 수 있으나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.

재생통(400)에 유입되는 원수에는 일정 수압이 걸려 있어서, 수압에 의해 재생통(400) 내의 재생제를 용해하여 재생수가 생성된다.

생성된 재생수는 재생수 출수 유로(470)를 통해 출수되어, 별도의 세퍼레이터 플레이트(490)에 의하여 수지 탱크 분배 유로(520)에 균등하게 분배되어 각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)에 균등하게 유입된다. 세퍼레이터 플레이트(490)는 아래에서 상술한다.

수지 탱크(500a, 500b, 500c)에 유입된 재생수는 이온 교환 수지를 충전한 후 수압에 의해 수지 탱크(500a, 500b, 500c)에서 출수되어 외부로 배출된다.

상기와 같은 과정은 재생 모드에서 연속적으로 이루어진다. 재생 모드는 타이머 전환 밸브(200)에 의해 기 정해진 소정의 시간 이후 정지 모드로 복귀하게 되는데(화살표 292), 정지 모드로 복귀한 후에는 원수 유입이 중지됨으로써 상기 재생 과정이 정지된다.

3. 재생통의 설명

도 10 내지 14를 참조하여 본 발명에 따른 연수기에 포함된 재생통(400)을 설명한다. 도 10은 도 4의 "A"의 상세도이며, 도 11은 도 10의 B-B'에 따른 단면도이며, 도 12는 도 10의 C-C'에 따른 단면도이며, 도 13은 도 10의 D-D'에 따른 단면도이다.

도 14a는 세퍼레이터 플레이트(490)의 사시도이며, 도 14b는 세퍼레이터 플레이트(490)의 단면도이며, 도 14c는 세퍼레이터 플레이트(490)가 수지 탱크 분배 유로(520)에 체결된 상태를 도시하는 단면도이다.

3.1. 샤프트(430)의 설명

수압 재생식 연수기의 재생통 내부는 평소 물이 가득 채워져 있으며 수압이 걸려있다. 따라서, 재생제 투입 등을 위해 재생통 마개를 개방하고자 할 때, 그 개방이 어려울 뿐만 아니라 마개가 튀어올라 사용자 부상의 우려도 있다.

이를 방지하기 위해, 종래의 수압 재생식 연수기는 별도의 재생 탱크에 드레인 밸브를 더 포함한다. 사용자는 재생통 마개 개방을 위해 드레인 밸브를 별도 조작으로 개방하여 재생통 내부의 물을 만저 제거하여야만 한다.

본 발명에 따른 연수기는 이러한 불편함을 방지하고자 한다.

재생통(400)은 재생통 마개(420)와 연결된 샤프트(430)를 구비한다.

샤프트(430) 중단에는 단턱부(431)가 위치하여, 후술할 샤프트 스프링(440)에 의해 재생통 마개(420)가 과도하게 튀어 오르는 현상을 방지한다.

샤프트(430) 하단에는 드레인 마개(432)가 위치한다. 드레인 마개(432)는 재생통 마개(420)가 폐쇄된 경우 드레인 개구부(465)를 자동으로 실링하여, 재생수가 드레인(460)을 통해 배출되는 것을 방지한다.

또한, 재생통 마개(420)가 개방된 경우 샤프트 스프링(440)에 의해 샤프트(430)가 상승함으로써 드레인 마개(432) 역시 상승하여 드레인 개구부(465)가 자동으로 개방된다. 상기와 같은 작동에 의해 종래 기술과 달리 재생통 마개(420)를 개방하기 위해 별도의 드레인 밸브를 개방하여야 하는 과정이 생략된다.

샤프트(430)는 샤프트 하우징(450)에 의해 둘러 쌓인다. 샤프트 하우징(450)은 샤프트 상부 하우징(451)과 상기 샤프트 상부 하우징(451)의 지름보다 큰 지름의 샤프트 하부 하우징(452)으로 이루어진다. 이러한 구성에 의해 샤프트(430)의 단턱부(431)가 샤프트 하우징(450)에 걸려서 재생통 마개(420) 개방시 샤프트 스프링(440)에 의해 재생통 마개(420)가 과도하게 튀어 오르는 현상을 방지할 수 잇다.

3.2. 세퍼레이터 플레이트(490)의 설명

도 11 및 13을 참조하면, 재생통(400) 내의 재생수는 1개의 재생수 출수 유로(470)를 통해 재생통(400)에서 배출되어 수지 탱크 분배 유로(520)를 통해 각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)에 분배되어 유입된다. 이 경우, 각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)에 재생수가 고르게 분배되어야만, 이온 교환 수지가 고르게 재생되어 효과적으로 연수를 생성할 수 있다.

그런데, 수압 재생식 연수기의 재생수는 그 수압이 높아서 재생수 출수 유로(470)가 수지 탱크 분배 유로(520)에 직접 연결되는 경우 재생수 출수 유로(470)에 가까운 수지 탱크에는 재생수 수압이 높은 상태이므로 다량의 재생수가 유입되고 거리가 먼 수지 탱크에는 재생수 수압이 상대적으로 낮은 상태이므로 소량의 재생수가 유입되게 되는 문제점이 발생한다.

이를 해결하고자, 재생수 출수 유로(470)와 수지 탱크 분배 유로(520) 사이에 세퍼레이터 플레이트(490)를 위치시킨다.

도 14a 및 14b는 세퍼레이터 플레이트(490)의 개괄적인 형상을 사시도 및 단면도로서 도시한다. 세퍼레이터 플레이트(490)는 일 방향으로 긴 형상이며, 긴 측면 중 일면이 곡면으로 형성되는 것이 바람직하다(도 14c 참조). 이 경우, 상기 곡면은 수지 탱크 분배 유로(520)와 동일한 곡률을 갖는 것이 차후 수지 탱크 분배 유로(520) 상에 장착을 위해 바람직하다.

곡면 상에는 중공형 채널(491)이 위치한다. 재생수 출수 유로(470)를 통해 유입된 재생수는 중공형 채널(491) 상에 임시 저류된 후 각각의 개구부(492)로 분배된다. 이 경우 중공형 채널(491) 상에 임시 저류된 재생수의 수압은 일정해져서, 다수의 개구부(492)로 분배되는 재생수의 수압 역시 균등해진다. 다수의 개구부(492)를 통과한 재생수는 수지 탱크 분배 유로(520)를 지나 각각의 수지 탱크(500a, 500b, 500c)에 유입되므로, 균등한 수압에 의해 실질적으로 균등한 양의 재생수가 각각 유입될 수 있다.

유입되는 유동 경로가 화살표 495로 도시된다.

4. 타이머전환밸브(200)의 동작 설명

도 15는 본 발명인 타이머전환밸브가 연수모드일 때 밸브상판 및 밸브하판 간의 관계를 나타낸 상태도, 도 16은 타이머전환밸브가 원수모드일 때 밸브상판 및 밸브하판 간의 관계를 나타낸 상태도, 도 17은 재생이 개시될 때의 상태를 나타내는 상태도, 및 도 18은 재생이 종료된 때의 상태를 나타내는 상태도이다.

4.1. 타이머전환밸브(200) 내의 유로 변경

이하, 도 15 내지 도 18을 참조하여 밸브 상판(250) 및 밸브 하판(240) 간의 상대적인 배치에 의한 타이머전환밸브(200) 내에서의 유로 변경 상태에 대해 살핀다.

먼저, 도 15를 참조하여 공급된 원수에 대한 연수화 과정에 대해 설명한다.

밸브 상판(250)의 입수포트(252)가 밸브 하판(240)의 연수홀(241) 상에 배치된다. 상기의 과정은 밸브샤프트(290) 및 연결체(260)와 연동되는 밸브 상판(250)을 회전시킴으로써 가능하게 된다. 이 상태에서는 밸브 하판(240)의 원수홀(242)과 재생홀(243)은 막히게 되어 원수의 흐름이 정지된다.

연수 상태에서의 물의 흐름은 다음과 같다. 여기에서 -- 은 물의 흐름을 나타내는 표시로 정의한다.

수전구(10)--원수입수유로(110)--밸브하우징(210)--입수포트(252)--연수홀(241)--연수배출구(211)--필터부입수유로(310)--필터부(300)--수지탱크부(500)--적산유량계(600)--출수유로(620)

다음으로는, 도 16을 참조하여 공급된 원수를 연수과정 없이 공급하는 과정에 대해 설명한다. 밸브 상판(250)의 입수포트(252)가 밸브 하판(240)의 원수홀(242) 상에 배치된다. 상기의 과정은 밸브샤프트(290)를 일정각도 시계 또는 반시계 방향으로 회전시킴으로써 가능하게 된다. 이 상태에서는 밸브 하판(240)의 연수홀(241)과 재생홀(243)은 막히게 되어 수지탱크(500) 및 재생통(400)으로의 흐름이 정지된다.

원수 공급 상태에서의 물의 흐름은 다음과 같다.

수전구(10)--원수입수유로(110)--밸브하우징(210)--입수포트(252)--원수홀(242)--원수배출구(212)--출수유로(620)

다음으로는, 도 17과 도 18을 참조하여 공급된 원수를 이용하여 재생하는 과정에 대해 설명한다. 먼저, 도 17을 보면 밸브 상판(250)의 입수포트(252)가 재생홀(243)의 일측 부분만을 개방하는 것을 볼 수 있다. 이 상태에서, 타이머(230)를 이용하여 기 설정된 재생시간 동안 밸브 상판(250)이 시계방향으로 회전 구동하게 설정이 가능하다. 상기 재생시간은 타이머(230)에 내장된 타이머스프링에 의해 설정이 가능한데, 본 발명에서는 예를 들어 재생시간을 20분으로 설정되도록 타이머스프링의 힘을 조절하게 된다. 타이머스프링의 복원력이 제1기어(232) 및 제2기어(292)를 통해 밸브 상판(250)에 전달되는데, 이 과정에서 상기 기어(232,292)의 외주연에 형성된 제1,2치형(234,294)이 서로 맞물려 정확한 회전이 이루어지게 한다. 도 18을 보면, 타이머(230)에 의한 회전 구동이 종료되면 밸브 상판(250)의 입수포트(252)는 재생홀(243)의 타측단을 지나 재생홀(243)과 연수홀(241) 사이 공간에 위치한다.

재생 상태에서의 물의 흐름은 다음과 같다.

수전구(10)--원수입수유로(110)--밸브하우징(210)--입수포트(252)--재생홀(241)--재생수배출구(213)--재생통입수유로(410)--재생통(400)--수지탱크분배유로(520)--수지탱크부(500)--수지탱크출수유로(530)--출수유로(620)

4.2 타이머전환밸브(200)에 의한 연수기(1000)의 재생 작동 과정

수지탱크부(500)를 통하여 공급되는 원수에 대한 연수과정을 진행하는 중에 적산유량계(600)에 이온수지의 교환주기가 표시되면, 사용자는 밸브샤프트(290)를 회전하여 재생 과정을 개시한다. 재생과정을 위해 밸브샤프트(290)를 반시계방향으로 회전하여 제1기어(232)의 제1치형(234)과 제2기어(292)의 제2치형(294)이 서로 맞물리게 한다. 제2치형(294)은 제1기어(232)와 제2기어(292)가 처음으로 맞물리는 제1지점(295)과 맞물림이 종료하는 제2지점(296)으로 구분한다.

제1기어(232)의 반시계방향 회전시에 상기 제1지점(295)에서부터 제2기어(232)가 시계방향으로 회전하면서 타이머(230) 내부의 타이머스프링이 감겨진다. 이후, 상기 제2지점(296)을 지나기 전에 밸브샤프트(290)의 회전을 멈추게 한다. 상기에서의 과정이 재생을 위한 전단계라고 할 수 있는데, 감겨진 타이머스프링이 복원하려는 성질에 의해 제1기어(232) 및 제2기어(292)를 회전구동함으로써 밸브 상판(250)이 밸브 하판(240) 상에서 일정한 회전구동이 이루어진다.

밸브 상판(250)의 입수포트(252)가 밸브 하판(240)의 재생홀(243)을 지나는 과정중에는 계속적인 재생작동 과정이 이뤄지고, 입수포트(252)가 재생홀(243) 상에 더이상 위치하지 않으면 상기 재생홀(243)을 통한 원수의 유입이 차단되므로 재생과정은 종료한다.

이상의 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

10: 수전구
100: 외부 하우징
110: 원수 입수 유로
120: 원수 출수 유로
200: 타이머 전환 밸브
210 : 밸브하우징
211 :연수 배출구
212 : 원수 배출구
213 : 재생수 배출구
220 : 감압기
230 : 타이머
232 : 제1기어
234 : 제1치형
240 : 밸브 하판
241 : 연수홀
242 : 원수홀
243 : 재생홀
245 : 밸브단차
250 : 밸브 상판
252 : 입수포트
260 : 연결체
261 : 샤프트
262 : 입수포트
270 : 상부덮개
290 : 밸브샤프트
292 : 제2기어
294 : 제2치형
290: 밸브 샤프트
295: 밸브 제어부
300: 필터부
310: 필터부 입수 유로
400: 재생통
410: 재생통 입수 유로
420: 재생통 마개
430: 샤프트
431: 단턱부
432: 드레인 마개
440: 샤프트 스프링
450: 샤프트 하우징
451: 샤프트 상부 하우징
452: 샤프트 하부 하우징
460: 드레인 밸브
465: 드레인 개구부
470: 재생수 출수 유로
490: 세퍼레이터 플레이트
491: 중공형 채널
492: 개구부
500: 수지 탱크부
500a, 500b, 500c; 수지 탱크
520: 수지 탱크 분배 유로
525: 수지 탱크 개구부
530: 수지 탱크 출수 유로
600: 적산 유량계
610: 연수 출수 유로
620: 출수 유로
666 : 인디케이터

Claims

원수가 유입되며, 타이머 스프링에 의해 회전 가능한 타이머 전환 밸브를 포함하고,
상기 타이머 전환 밸브는,
상기 타이머 스프링을 그 내부에 수용하는 타이머;
상기 타이머 스프링이 감긴 상태로 상기 타이머에 결합되며, 상기 타이머 스프링이 원상태로 복귀하려는 복원력에 의해 회전구동하는 제 1 기어; 및
상기 제 1 기어에 맞물리는 제 2 기어;를 포함하며,
외력에 의해 일방향으로 회전된 상기 제 2 기어는 상기 타이머 스프링의 복원에 의해 상기 제 1 기어를 회전구동하고, 결과적으로 상기 타이머 전환 밸브는 상기 타이머에 의해 기계적으로 회전 구동되는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 1 항에 있어서,
상기 타이머 전환 밸브는 재생 모드 및 연수 모드 중 어느 하나의 모드로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 2 항에 있어서,
상기 타이머 전환 밸브는 상기 타이머 스프링을 이용한 조작이 가능한 밸브 제어부를 포함하며,
상기 타이머 전환 밸브는 상기 재생 모드, 상기 연수 모드 및 정지 모드 중 어느 하나의 모드로 작동될 수 있으며, 그리고
상기 재생 모드가 선택된 경우, 기 설정된 시간 동안 상기 밸브 제어부가 상기 타이머 스프링에 의해 상기 정지 모드에 이르는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 3 항에 있어서,
상기 연수기는 수압 재생식 연수기인 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연수기는, 병렬로 연결된 다수의 수지 탱크를 포함하는 수지 탱크부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 5 항에 있어서,
상기 병렬로 연결된 다수의 수지 탱크의 입수측에는 수지 탱크 분배 유로가 위치하며, 그리고
상기 수지 탱크 분배 유로로 유입된 유체는 상기 다수의 수지 탱크에 각각 분배되어 유입되는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 6 항에 있어서,
상기 연수기는 재생통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 7 항에 있어서,
상기 재생통은 재생수가 출수될 수 있는 재생수 출수 유로를 포함하며,
상기 재생수 출수 유로는 상기 수지 탱크 분배 유로와 유체 소통하며, 그리고
상기 재생수 출수 유로와 상기 수지 탱크 분배 유로 사이에 세퍼레이터 플레이트가 위치하는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 8 항에 있어서,
상기 세퍼레이터 플레이트는,
상기 수지 탱크 분배 유로를 향해 개방된 다수의 개구부; 및
상기 다수의 개구부가 위치하는 중공형 채널
을 포함하는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 7 항에 있어서,
상기 재생통은,
샤프트를 구비한 재생통 마개; 및
재생수를 배출할 수 있는 드레인 밸브를 포함하며,
상기 샤프트의 일단은 상기 재생통 마개에 연결되고, 타단에는 드레인 마개가 위치하며, 그리고
상기 재생통 마개의 폐쇄시 상기 드레인 마개가 상기 드레인 밸브를 폐쇄하고, 상기 재생통 마개의 개방시 샤프트 스프링에 의해 상기 샤프트가 상승하여 상기 드레인 마개가 상기 드레인 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 10 항에 있어서,
상기 샤프트는 단턱부를 포함하며,
상기 재생통 마개 개방시 상기 샤프트 스프링에 의해 상기 샤프트가 소정의 거리만큼 상승 운동한 후 상기 단턱부에 의해 상승 운동이 정지되는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 5 항에 있어서,
상기 다수의 수지 탱크는 3개의 수지 탱크로 이루어지며, 그리고
상기 각각의 수지 탱크는 체적이 0.5L보다 크고 내경은 9cm 이하인 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 7 항에 있어서,
상기 연수기는, 일단이 상기 재생통과 연통하고 타단이 상기 타이머 전환 밸브와 연통하는 재생통 입수 유로를 더 포함하며,
상기 재생통 입수 유로 상에 유량 조절기가 위치하며, 그리고
상기 유량 조절기는 상기 재생 모드 선택시 상기 재생통에 입수되는 유량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 13 항에 있어서,
상기 재생 모드가 선택된 경우, 상기 재생통 입수 유로로 원수가 유입되고 상기 기 설정된 시간 이후 상기 정지 모드가 선택되며, 이에 따라 상기 재생통 입수 유로로의 원수 유입이 정지되는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 13 항에 있어서,
상기 연수기는, 일단이 상기 수지 탱크부와 연통하는 연수 출수 유로를 더 포함하며, 그리고
상기 연수 출수 유로 상에 적산 유량계가 위치하는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 2 항에 있어서,
상기 연수기는 필터부 및 상기 필터부와 유체 소통하는 필터부 입수 유로를 더 포함하며, 그리고
상기 연수 모드가 선택된 경우, 상기 타이머 전환 밸브에 유입된 원수가 상기 필터부 입수 유로로 입수되어 필터부에 유입되는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 16 항에 있어서,
상기 필터부에 유입된 원수는 필터링되어 다수의 수지 탱크에 입수되며, 그리고
상기 다수의 수지 탱크에 입수된 원수는 이온 교환 수지에 의해 이온 교환되어 연수로 변환되는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 3 항에 있어서,
상기 연수기는, 출수 유로와 유체 소통하는 원수 출수 유로를 더 포함하며, 그리고
상기 타이머 전환 밸브는 상기 재생 모드, 상기 연수 모드, 상기 정지 모드 및 원수 모드 중 어느 하나의 모드로 작동될 수 있으며, 그리고
상기 원수 모드가 선택된 경우 상기 타이머 전환 밸브에 유입된 원수가 상기 원수 출수 유로로 입수되어 출수 유로로 출수되는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연수기는 상기 타이머 전환 밸브에 연수가 입수되는 유로인 원수 입수 유로를 더 포함하며,
상기 타이머 전환 밸브는,
상기 원수 입수 유로 상에 배치되는 밸브 하우징;
상기 밸브 하우징 내에 배치되는 밸브 하판;
상기 밸브 하판의 상부에 배치되어 회전구동하는 밸브 상판;
상기 밸브 하우징의 상단에 결합되는 상부 덮개; 및
상기 밸브 하우징에 연동되는 상기 타이머;
를 포함하는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 19 항에 있어서,
상기 밸브 하판은 상하면을 관통하는 유동홀이 형성되고, 상기 유동홀은 상기 밸브 하판의 상면으로부터 돌출되어져 상기 밸브 상판 및 밸브 하판 사이의 이격거리인 밸브단차를 이루는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 20 항에 있어서,
상기 유동홀은 상기 밸브 하판의 중심을 기준으로 부채꼴 형상의 연수홀과 원수홀, 및 원호 형상의 재생홀을 포함하는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 21 항에 있어서,
상기 유동홀에는 시계 또는 반시계 방향으로 상기 연수홀, 상기 원수홀 및 상기 재생홀의 순서대로 배치되는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 19 항에 있어서,
상기 타이머 전환 밸브는,
상기 밸브 상판 상부에 체결되는 연결체;를 더 포함하며,
상기 제 2 기어는 상기 연결체에 형성된 샤프트를 통해 결합되는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 23 항에 있어서,
상기 제 1 기어와 상기 타이머 스프링이 연결되며, 그리고
상기 타이머 스프링에 소정의 토크가 작용하는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 19 항에 있어서,
상기 밸브 상판에는 상하면을 관통하도록 입수포트가 형성되고, 상기 입수포트는 상기 밸브 하판에 형성되는 연수홀과 원수홀에 대응하는 부채꼴 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
연수기.
제 19 항에 있어서,
상기 밸브 상판 및 상기 밸브 하판은 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는,
연수기.
삭제