KR101414095B1

KR101414095B1 - 휴대용 정수물통

Info

Publication number: KR101414095B1
Application number: KR1020130006996A
Authority: KR
Inventors: 전민우
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2014-07-01

Abstract

본 발명은 휴대용 정수물통에 관한 것이다.
본 발명은 내부에 공간이 형성되는 튜브; 이물질을 제거하는 나노필터와 다공성 고무막을 가지며 상기 튜브의 적어도 어느 일측을 형성하는 복합여과막; 및 상기 튜브의 일측에 결합되며, 선택적으로 개폐되는 주입구; 를 포함하며, 상기 튜브는 압축된 상태로 오염수에 담궈지고, 상기 튜브의 복원력에 의해 상기 오염수가 상기 복합여과막을 통해 유입되면서 상기 튜브 내부공간에는 정수된 물이 채워지는 휴대용 정수물통을 제공한다.

Description

휴대용 정수물통{Portable Water Purifier}

본 발명은 휴대용 물통에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정수기능이 부가된 휴대용 정수물통에 관한 것이다.

일반적으로 현대사회에서는 환경오염으로 인해 수돗물을 그대로 마실 수 없기 때문에 정수기를 이용하여 각종 중금속, 세균, 소독약 등 유해물질을 여과한 물을 마시고 있는 실정이다.

등산, 낚시 등 도심을 벗어난 곳에 머무르거나 장거리 이동시에는 마실 수 있는 깨끗한 물을 얻기 쉽지 않다. 따라서, 마실 수 있는 물을 미리 담아서 휴대할 수 있는 휴대용 물통이 이용된다.

그런데 휴대용 물통은 물이 채워지는 용량에 한계가 있다. 만약, 휴대한 물통의 물이 다 떨어져서 주변에 있는 계곡, 하천 등의 오염된 물을 잘못 마시게 되면 배탈이 나거나 심하면 유행성 출혈열, 풍토병 등에 감염되어 생명을 잃는 경우가 발생하게 된다.

따라서 본 발명은 휴대가 간편하여 일반 물통으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 오염된 물을 직접 정수하여 깨끗한 물을 마시거나 저장하여 보관 휴대할 수 있는 휴대용 정수물통을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 내부에 공간이 형성되는 튜브; 이물질을 제거하는 나노필터와 다공성 고무막을 가지며 상기 튜브의 적어도 어느 일측을 형성하는 복합여과막; 및 상기 튜브의 일측에 결합되며, 선택적으로 개폐되는 주입구; 를 포함하며, 상기 튜브는 압축된 상태로 오염수에 담궈지고, 상기 튜브의 복원력에 의해 상기 오염수가 상기 복합여과막을 통해 유입되면서 상기 튜브 내부공간에는 정수된 물이 채워지는 휴대용 정수물통을 제공한다.

상기 튜브는 수직으로 길게 배치되는 원통형상을 가지며, 상기 주입구는 상기 튜브의 상부 영역에 결합될 수 있다.

상기 주입구를 개폐하는 마개를 더 포함하며, 상기 오염수에 담궈지거나 상기 정수된 물을 음용할 경우 상기 마개는 주입구를 개방할 수 있다.

상기 복합여과막은 연잎효과를 이용한 코팅층을 더 포함할 수 있다.

상기 튜브는 상기 복합여과막 전체로 이루어질 수 있다.

상기 튜브는 당기면 펴지고 누르면 접혀질 수 있다.

본 발명의 실시예의 휴대용 정수물통에 따르면 휴대가 간편하여 일반 물통으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 오염된 물을 직접 정수하여 마실 수 있으므로 깨끗한 물을 마시거나 저장할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 정수물통의 사시도이다.
도 2는 도 1의 휴대용 정수물통을 오염수에 입수시키기 직전의 상태를 보여주는 동작도이다.
도 3은 도 2의 휴대용 정수물통에 의해 정수 작용이 이루어지는 상태를 보여주는 동작도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 정수물통의 동작도들이다.

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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 정수물통의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예의 휴대용 정수물통(1)은 주입구(300)가 형성된 튜브(100)와, 주입구(300)를 개폐하는 마개(400)를 포함하여 이루어질 수 있다.

튜브(100)는 정수물통(1)의 주된 몸체를 이루는 부분으로 본체, 몸체, 바디, 통 등으로 명칭될 수 있다. 튜브(100)의 내부에는 일정 크기의 내부공간(10)이 형성된다. 튜브(100)의 내부공간(10)에는 일정 양의 물(CW)이 수용될 수 있다.

튜브(100)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 튜브(100)는 수직으로 길게 배치되는 원통형상으로 이루어질 수 있다. 보다 상세하게 튜브(100)는 단면이 원형인 상면(110)과 하면(130)을 가질 수 있으며, 튜브(100)의 측면(120)은 상면(110)과 하면(130)의 테두리 영역을 감싸면서 상면(110)과 하면(130)을 서로 연결시킬 수 있다.

주입구(300)는 튜브(100) 내부공간(10)으로 물을 주입하거나 내부공간(10)에 저장된 물(CW)을 마실 수 있도록 물이 이동하는 통로를 형성한다. 예를 들어, 주입구(300)는 사용자가 직접 입 안에 넣고 물을 마실 수 있도록 단부로 갈수록 단면적이 점점 좁아지는 깔때기 형상으로 이루어질 수 있다.

주입구(300)는 튜브(100)의 다양한 위치에 결합될 수 있다. 예를 들어 주입구(300)는 튜브(100)의 상부 영역, 즉 상면(110)에 결합될 수 있다. 즉, 주입구(300)는 튜브(100)의 상면(110)의 일부 영역을 개구시키고 그 위치에 돌출형성된 모양을 가질 수 있다.

주입구(300)가 튜브(100)의 상면(110)에 결합되면, 오염된 물에 튜브(100)가 담구어지면서 오염된 물이 정수가 되어지는 동안에도 주입구(300)가 오염되지 않게 된다.

마개(400)는 주입구(300)를 개폐한다. 마개(400)는 주입구(300)의 형상에 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다. 마개(400)는 튜브(100)가 오염수에 담궈지기 직전이나, 정수된 물(CW)을 음용할 경우에는 주입구(300)로부터 분리될 수 있다.

마개(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 주입구(300)와 분리가능한 구조로 이루어질 수 있다. 그러나 마개(400)는 주입구(300)와 힌지 형태로서 일체로 이루어지거나, 줄, 체인 등에 연결되어 튜브(100)의 일측에 결합될 수도 있다.

한편, 튜브(100)를 통해 오염된 물을 여과하여 깨끗한 물로 정수하기 위하여 튜브(100)의 적어도 어느 일측은 복합여과막(200)으로 이루어질 수 있다.

복합여과막(200)은 다공성 고무막(210)과 나노필터(220)의 이중층을 포함할 수 있다. 여기서 다공성 고무막(210)은 튜브(100)의 측면(120) 외측을 이루고, 나노필터(220)는 튜브(100)의 측면(120) 내측을 이룰 수 있다.

도 1의 오른쪽에 확대 도시된 바와 같이 다공성 고무막(210)은 다수개의 미세한 구멍이 형성되며, 탄성이 강한 고무 소재이다. 다공성 고무막(210)을 사람이 손으로 누름에 따라 튜브(100)의 내부공간(10)의 면적이 변화되면서 튜브(100)는 그 형상이 변화될 수 있다. 그리고 미세한 구멍을 통해 수분입자가 통과할 수 있다.

나노필터(220, Nano-filtration)는 미소(微小)한 막으로 이루어진 필터로서, 0.001 ㎛ 즉 1nm(나노미터) 정도의 기공 크기를 갖는다. 그러므로 나노필터(220)는 연성 스케일 입자 뿐만 아니라 견성 스케일 입자까지 걸러낼 수 있는 소재로서, 오염된 물에 포함된 이물질을 걸러낸다.

한편, 복합여과막(200)은 코팅층(230)을 더 포함할 수 있다. 코팅층(230)은 연잎효과(lotus effect)를 가지는 것으로, 자가 세정 능력이 있다.(참고로, 연잎효과는 연잎이 물방울에 젖지 않는 현상을 일컫는 말로서, 연잎이 더러운 진흙 속에서도 자가 세정 능력을 갖게 되는 특징을 말한다.)

코팅층(230)은 스프레이 방식으로 나노필터(220) 또는 다공성 고무막(210) 상에 도포되어 형성될 수 있다. 예를 들어 도 1의 좌측에 도시된 바와 같이 코팅층(230)은 나노필터(220)에 도포되어 정수된 물과 접촉될 수 있다. 이러한 코팅층(230)을 갖는 튜브(100)는 오염된 물에 젖지 않게 되어 청결한 상태를 유지할 수 있다.

전술한 특징을 갖는 복합여과막(200)은 튜브(100)의 적어도 어느 일측을 형성할 수 있지만 본 실시예처럼 튜브(100)의 상면(110), 측면(120), 하면(130) 등 튜브(100)의 전체를 복합여과막(200)으로 형성할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 실시예의 휴대용 정수물통(1)은 평상시에는 주입구(300)를 통해 물을 담아서 휴대용 물통으로 사용할 수 있다. 그리고 다음과 같이 오염된 물을 정수시켜 간이 정수기로도 활용할 수 있다.

도 2는 도 1의 휴대용 정수물통을 오염수에 입수시키기 직전의 상태를 보여주는 동작도이며, 도 3은 도 2의 휴대용 정수물통에 의해 정수 작용이 이루어지는 상태를 보여주는 동작도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 손으로 튜브(100)를 꽉 누르거나 부여잡는 등 튜브(100)의 외면에 압력(P)을 가하면, 튜브(100)의 내부공간(10)에 포함된 공기가 주입구(300)를 통해 외부로 배출되면서 튜브(100)는 압축될 수 있다. 이때, 주입구(300)를 제외한 튜브(100)의 전체를 오염된 상태의 더러운 물(DW) 속에 담근다.

도 3에 도시된 바와 같이 압축된 상태로 더러운 물(DW) 속에 담궈진 튜브(100)는 다공성 고무막(210)의 탄성력에 의해 압축되기 이전의 상태로 복원하려고 한다. 이때, 개방된 튜브(100)의 주입구(300)를 막으면 튜브(100)의 내부공간(10)의 압력이 튜브(100)의 외부 압력보다 낮아진다. 그리고 평형 유지를 위해 복원력이(R)이 작용하면(130)서 튜브(100)는 점점 팽창되고, 이에 따라 튜브(100)의 외부의 오염된 물(DW)은 튜브(100)의 내부공간(10)으로 유입되기 시작한다.

이때, 복합여과막(200, 도 1 참조)의 다공성 고무막(210, 도 1 참조)을 통해 유입된 오염된 물(DW)은 나노필터(220, 도 1 참조)에 의해 불순물은 여과되면서 정수된 깨끗한 물(CW)이 튜브(100)의 내부공간(10)에 저장된다. 이처럼 시간이 지남에 따라 튜브(100)의 복원력에 의해 오염수(DW)가 복합여과막(200)를 통해 지속적으로 유입되면서 튜브(100) 내부공간(10)에는 정수된 물(CW)이 가득 채워지게 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 정수물통의 동작도들로서, 본 실시예에서는 전술한 실시예와 다른 부분을 위주로 설명한다.

본 실시예의 휴대용 정수물통(1a)은 튜브(100a)의 형상이 주름관으로 이루어지는 점이 다르다. 주름관은 자바라, 벨로우즈관으로 명칭될 수 있다. 즉, 주름관은 당기면 펴지고 누르면 접혀지는 형태를 가지며 튜브(100a) 내부의 압력조절을 더욱 빠르게 조성함으로써 여과(정수) 속도를 향상시킬 수 있다.

보다 상세하게는 도 4의 (a)처럼 주름관을 완전히 누른 상태로 오염된 물(DW)에 튜브(100a)를 담그고, 도 4의 (b)처럼 주름관을 상하 방향으로 점점 펼치게 되면 펼쳐지는 힘에 의하여 오염된 물은 더욱 빠르게 정화되면서 튜브(100a)의 내부공간(10)으로 깨끗한 물(CW)이 유입될 수 있다. 그리고 시간이 지남에 따라 정수된 물(CW)이 계속 유입되면서 도 4의 (c)처럼 튜브(100a)의 외부와 내부의 압력이 평형해지면 튜브(100a)는 주름관이 온전하게 다 펼쳐질 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예들의 휴대용 정수물통에 따르면 휴대가 간편하여 일반 물통으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 오염된 물을 직접 정수하여 깨끗한 물을 마시거나 저장할 수 있는 효과가 있다.

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 범위가 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.

1 : 휴대용 정수물통 10 : 내부공간
100 : 튜브 110 : 상면
120 : 측면 130 : 하면
200 : 복합여과막 210 : 다공성 고무막
220 : 나노필터 230 : 코팅층
300 : 주입구 400 : 마개

Claims

내부에 공간이 형성되는 튜브;
이물질을 제거하는 나노필터와 다공성 고무막을 가지며 상기 튜브의 적어도 어느 일측을 형성하는 복합여과막; 및
상기 튜브의 일측에 결합되며, 선택적으로 개폐되는 주입구; 를 포함하며,
상기 튜브는 압축된 상태로 오염수에 담궈지고, 상기 튜브의 복원력에 의해 상기 오염수가 상기 복합여과막을 통해 유입되면서 상기 튜브 내부공간에는 정수된 물이 채워지는 휴대용 정수물통.
제1항에 있어서,
상기 튜브는 수직으로 길게 배치되는 원통형상을 가지며, 상기 주입구는 상기 튜브의 상부 영역에 결합되는 휴대용 정수물통.
제2항에 있어서,
상기 주입구를 개폐하는 마개를 더 포함하며, 상기 오염수에 담궈지거나 상기 정수된 물을 음용할 경우 상기 마개는 주입구를 개방하는 휴대용 정수물통.
삭제
제1항에 있어서,
상기 튜브는 전체가 상기 복합여과막으로 이루어지는 휴대용 정수물통.
제1항에 있어서,
상기 튜브는 당기면 펴지고 누르면 접혀지는 주름관을 포함하는 휴대용 정수물통.