KR101457693B1 - 고효율 전자동 재생 연수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고효율 전자동 재생 연수기에 관한 것으로서, 재생장치를 포함하고, 상기 재생장치는 재생제가 구비된 원료 케이스, 상기 원료 케이스와 연결 구비되고 외부로부터 공급되는 원수를 저장할 수 있으며 상기 원수에 상기 원료 케이스의 재생제가 용해되어 생성된 농축수를 수용할 수 있는 농축수 케이스, 상기 농축수 케이스와 연결 구비되고 외부로부터 공급되는 원수를 저장할 수 있으며 상기 농축수 케이스로부터 공급된 농축수가 공급되는 경우 상기 원수는 희석수로 작용하여 일정농도의 재생액이 생성될 수 있는 희석수 케이스 및, 상기 원료케이스, 농축수 케이스를 관통하여 상기 희석수케이스 내측까지 연장 구비된 공기출입관을 포함한다. 본 발명에 따르면, 재생액에 대한 농도의 자동제어기술에 의해 연수기의 설치조건과 무관하게 재생효율을 최적화할 수 있다.

재생제, 원료, 농축수, 희석수, 공기출입관

Description

고효율 전자동 재생 연수기{Soft Water Device Having High Efficiency Automatic Regeneration Possibility}

본 발명은 완전자동 고효율 재생이 가능한 연수기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 설치조건과 무관하게 재생 효울을 최적화할 수 있고 자동 재생이 가능한 고효율 전자동 재생 연수기에 관한 것이다.

일반적으로, 수돗물에는 정수처리에서 사용되는 다량의 염소성분이 포함되어 있으며, 수도관의 부식 및 환경오염에 의해 인체에 해로운 철, 아연, 납, 수은 등 각종 중금속이 이온 상태로 존재한다.

이와 같은 수돗물은 인체에 치명적이지는 않지만 피부를 세척할 때 그대로 사용되며, 수돗물 속에 포함된 금속이온과 비누의 지방산이 결합하여 금속성 이물질을 만들게 된다. 그리고, 금속성 이물질은 피부에 접촉하여 알레르기와 같은 각종 피부질환을 일으키거나 피부의 노화를 촉진시킨다.

따라서, 경수(hard water)인 수돗물을 Na+형 강산성 양이온교환수지에 통과 시켜 경도성분인 Ca2+와 Mg2+을 수지 중의 Na+와 교환시켜, 단물인 연수(soft water)로 만들 수 있는 연수기가 개발되어 사용되고 있다.

이러한 연수기의 연수탱크 내에는 미세한 알갱이(ball) 형상의 이온교환수지가 대량으로 저장되어 있고, 이온교환수지는 연수탱크 내로 통과하는 수돗물과 접촉하여 경도성분을 제거한다.

이때, 이온교환수지와 수돗물의 계속적인 접촉에 의해 이온교환수지의 Na 성분은 상당부분 감소하며, 이온교환수지는 NaCl 성분으로 이루어진 소금물이 연수탱크 내로 투입된 후 소금물의 Na 성분을 흡착함으로써 재생된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 연수기는 연수가 종료된 후 재생이 진행될 때 수도꼭지를 열어 재생액에 대한 압력을 제공하여 원수의 힘으로 재생이 이루어지는 반자동 시스템으로 이루어져 원수의 수압에 따라 재생 수위가 다르게 나타나게 되므로 재생시간의 차이가 발생하였다.

그리고, 종래의 연수기는 재생 시에 농도가 20%정도인 재생액으로 재생이 이루어져야 하지만, 제품의 설치조건에 따라 저농도의 재생액이 이온교환수지가 들어 있는 컬럼을 통과하는 상태가 발생하여 재생효율이 달라지는 문제가 발생하였다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 재생액에 대한 농도의 자동제어기술에 의해 연수기의 설치조건과 무관하게 재생효율을 최적화할 수 있는 연수기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고효율 전자동 재생 연수기는 재생장치를 포함하고, 상기 재생장치는 재생제가 구비된 원료 케이스; 상기 원료 케이스와 연결 구비되고 외부로부터 공급되는 원수를 저장할 수 있으며 상기 원수에 상기 원료 케이스의 재생제가 용해되어 생성된 농축수를 수용할 수 있는 농축수 케이스; 상기 농축수 케이스와 연결 구비되고 외부로부터 공급되는 원수를 저장할 수 있으며 상기 농축수 케이스로부터 공급된 농축수가 공급되는 경우 상기 원수는 희석수로 작용하여 일정농도의 재생액이 생성될 수 있는 희석수 케이스; 및, 상기 원료케이스, 농축수 케이스를 관통하여 상기 희석수케이스 내측까지 연장 구비된 공기출입관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 원료 케이스는 상기 원료 케이스의 일 측면에 구비되어 외부로부터 공급되는 원수를 원료 케이스 내측으로 이송시킬 수 있는 원수 공급관을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 농축수 케이스와 상기 희석수 케이스 사이에는 일 방향 유로 밸브가 더 포함되고, 상기 공기출입관은 상기 일 방향 유로 밸브보다 상기 희석수 케이스의 내측으로 더 길게 형성된 것이 바람직하다.

상기 원료케이스와 상기 농축수 케이스 사이에 메쉬망이 구비되어 상기 재생제는 상기 메쉬망의 상부에 저장될 수 있으며, 상기 원료케이스 내에 구비된 재생제가 상기 농축수 케이스 내에 저장된 원수에 용해될 수 있는 것이 좋다.

상기 원료케이스의 일 측면에 구비되고 상기 농축수 케이스에 유입된 원수가 상기 원료케이스의 재생제까지 도달하는 것을 허용하고 재생제 이르면 상기 원수의 공급을 차단하는 수위조절센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 고효율 전자동 재생 연수기는 재생 시에 원수를 사용하지 않으므로 설치조건에 따른 원수 압력의 변화에 무관하게 자동재생이 가능하며, 재생 시 초기 펌프를 이용하여 컬럼 내 에어를 제거한 후 일정시간 이후에는 펌프의 힘없이 자동으로 재생이 가능하게 구현하고, 설치조건과 관계없이 재생농도, 시간, 부피는 물론 재생액의 수위가 일정하게 재현되므로 재생효율과 재현성이 높은 연수기에 대한 자동재생 시스템을 구현할 수 있다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 고효율 전자동 재생 연수기를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고효율 전자동 재생 연수기의 일반적인 사용상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 따른 고효율 전자동 재생 연수기의 재생단계의 준비완료 상태를 나타낸 도면이다. 또한 도 3은 도 1에 따른 고효율 전자동 재생 연수기의 재생과정을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 본 발명의 일 실시 예에 따른 고효율 전자동 재생 연수기는 연수기의 재생을 위하여 재생장치(100)를 구비하고 재생장치(100)는 재생제(105)가 내부에 저장된 원료 케이스(110), 원료 케이스(110)의 하단에 연결 구비되고 외부로부터 공급되는 원수를 임시로 저장할 수 있는 농축수 케이스(130), 농축수 케이스(130)의 하단에 연결 구비되고 외부로부터 공급되는 원수를 임시로 저장할 수 있는 희석수 케이스(140), 원료 케이스(110)와 농축수 케이스(130)를 관통하여 희석수 케이스(140)의 내측까지 연장 구비된 공기출입관(147)을 포함한다.

재생제(105)는 연수기 내에 구비된 이온교환수지(170)를 재생시키는 역할을 하고 주로 소금이 이용된다.

원료 케이스(110)의 일 측면에는 외부로부터 공급되는 원수를 원료 케이스(110) 내측으로 이송시킬 수 있는 원수 공급관(125)이 구비될 수 있다.

농축수 케이스(130)와 희석수 케이스(140) 사이에는 일 방향 유로 밸브(135)가 더 포함될 수 있고, 일 방향 유로 밸브(135)로써 체크밸브가 사용될 수 있다.

원료 케이스(110)와 농축수 케이스(130) 사이에는 메쉬망(115)이 구비되고 소금은 메쉬망(115)의 상부에 저장될 수 있다. 또한, 원료 케이스의 일 측면에는 수위조절센서(120)가 구비되어 원수의 수위에 따라 원수 공급관(125)의 개폐를 조절할 수 있다. 수위조절센서(120)로서 부레 등이 이용될 수 있다.

사용자가 연수기를 이용하여 연수를 사용하는 경우, 동시에 원수는 재생장치(100)로 공급된다. 도 1 내지 도 3에 있어서 원수의 공급라인은 "A"로 표시한다.또한 도 1 내지 도 3에 있어서, 원수의 공급라인(A)은 경로상에 3 웨이 밸브(150)가 구비될 수 있고 추후에 설명할 재생액 공급라인(B)과 연결될 수 있을 것이다.

원수 공급관(125)을 통하여 원료 케이스(110) 하단으로 원수가 공급되면,원수는 농축수 케이스(130)와 희석수 케이스(140) 사이에 구비된 일 방향 유로 밸브(135)를 통하여 희석수 케이스(140)의 내측에 유입된다.

희석수 케이스(140)의 내측에서 원수가 공기 출입관(147)의 하단부의 높이까지 유입된 경우, 공기 출입관(147) 내측의 대기압과 희석수 케이스(140) 내부의 대기압이 같아지므로 원수는 더 이상 희석수 케이스(140) 내측으로 유입되지 않는다.

공기 출입관(147)의 하단부의 높이는 일 방향 유로 밸브(135)의 하단부 높이보다 낮아야 효과적이다. 본 발명에서는 희석수 케이스(140) 내측 상부에 일정 높이의 공기층이 형성되어야 일 방향 유로 밸브(135)의 개방시 일정량의 농축수가 희석수 케이스(140)로 유입될 수 있다.

이후, 원수 공급관(125)을 통하여 공급된 원수는 일 방향 유로 밸브(135)를 통과하지 않고, 농축수 케이스(130)에 저장된다. 농축수 케이스(130)로 유입되는 원수는 원료 케이스(110)와 농축수 케이스(130) 사이에 구비된 메쉬망(115)의 높이 까지 저장되고, 메쉬망(115) 상부에 쌓인 소금을 녹일 수 있게 된다. 즉, 메쉬망(115)은 원료케이스(110)의 하부에서 농축수 케이스(130) 방향으로 쳐지게 형성되어 있어서,메쉬망(115)의 상부에 구비된 소금은 농축수 케이스(130)의 원수에 의하여 용해될 수 있다.

이때, 원료 케이스(110)의 일 측면에 구비된 수위조절센서(120)는 원수가 농축수 케이스(130) 내부로 과도하게 공급되는 것을 막을 수 있도록 한다. 즉, 농축수 케이스(130) 내부로 유동되는 원수가 메쉬망(115) 상부에 적층된 소금을 녹일 수 있을 정도의 유량이 되면, 수위조절센서는 이를 감지하여 원수 공급관(125)을 차단하여 원수의 공급을 차단할 수 있다.

메쉬망(115) 상부에 적층된 소금(105)은 농축수 케이스(130)의 원수에 용해되고, 소금의 포화농도에 따라 약 30%의 농축액이 생성된다.(도 2 참조)

사용자가 연수기의 사용을 멈추고, 연수기가 재생되도록 작동시킨 경우, 희석수 케이스(140)의 하단에 구비된 재생액 배출관이 개방되면서, 농축수 케이스(130)에 저장된 농축수가 일 방향 유로 밸브(135)를 통하여 희석수 케이스(140) 내측으로 유입된다.

이 경우 농축수 케이스(130)의 30%정도의 소금 농축액과 희석수 케이스 내측의 0%의 소금 농축액이 섞이게 되어 약 14%~16%의 재생액이 생성된다.

즉, 재생액 배출관(145)이 개방되어 희석수가 빠져 나가면, 희석수 케이스(140) 내부의 대기압이 공기출입관(147) 내측의 대기압보다 높아지게 되어 농축수 케이스(130) 내측의 농축수가 일 방향 유로 밸브(135)를 통하여 희석수 케이 스(140)로 유입된다.

도 1 내지 도 3에 있어서, 연수기의 재생 과정 시의 재생액의 유동 경로를 "B"로 표시한다.

재생 과정에서는 초기에 펌프를 이용하여 연수기 컬럼(171) 내 에어를 제거한다. 이는 재생액의 공급 내내 펌프의 힘을 이용하지 않고, 재생액이 컬럼(171) 내로 유입되도록 하고 에어에 의해 재생액의 공급이 끊기지 않도록 하기 위함이다.

재생액 배출관(145)을 통하여 배출된 재생액은 연수기 컬럼(160)의 내부로 유입되어 이온교환수지(170)의 내측으로 공급된다. 이때 생성된 경도 물질 농축액은 연수기의 컬럼(160) 외부로 배출될 것이다.(도 3 참조) 이때 연수기의 배출경로 상에는 3 웨이 밸브(155)를 구비하여 연수와 농축액의 유동경로를 교체하여 형성할 수 있다.

지속적인 재생과정에 따라 재생쟁치(100)의 농축수 케이스(130)에 저장된 농축수와 희석수 케이스(140)에 저장된 희석수의 양은 줄어들게 되고, 농축수와 희석수가 다 소진되거나 사용자가 재생장치(100)를 정지시킨 경우 연수기 재생 과정은 종료된다.

사용자가 다시 연수기를 이용하는 경우 원수는 "A" 경로를 따라 재생 장치(100)에도 동시에 공급된다. 이후에는 상기에서 설명한 바와 같이 도 1, 도 2에서 도시된 과정을 거치게 된다.

농축수와 희석수의 양이 비슷할 때, 농축수와 희석수의 혼합으로 생성된 재생액이 일정한 농도를 가질 수 있기 때문에 농축수 케이스(130)와 희석수 케이 스(140)의 부피는 1:1인 것이 바람직하나, 농축수와 희석수의 양을 조절할 수 있으므로 각 케이스의 부피는 달라질 수 있으며, 이에 재생액의 농도를 조절할 수 있어 상황에 따라 용이하게 재생조건을 변경할 수 있다.

또한, 농축수 케이스(130)와 희석수 케이스(140)를 하나로 하여, 바로 재생액을 생성할 수 있도록 할 수 있을 것이다.

이는 3단의 재생장치(100)를 2단으로 줄일 수 있어 전체 크기를 최소화시킬 수 있으며, 또한 이 경우 컬럼(160) 위쪽으로 재생장치(100)를 올릴 수 있어 펌프 없이도 에어를 제거할 수 있으므로 보다 단순한 시스템을 구현할 수 있다.

재생장치(100)와 연수기 컬럼(160)은 같은 높이에 형성되는 것이 바람직하다. 같은 높이에 설치되어야 제품의 크기를 최소화할 수 있기 때문이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고효율 전자동 재생 연수기의 일반적인 사용상태를 나타낸 도면,

도 2는 도 1에 따른 고효율 전자동 재생 연수기의 재생단계의 준비완료 상태를 나타낸 도면,

도 3은 도 1에 따른 고효율 전자동 재생 연수기의 재생과정을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100 : 재생장치 105 : 재생제

110 : 원료 케이스 115 : 메쉬망

120 : 수위조절센서 125 : 원수 공급관

130 : 농축수 케이스 135 : 일 방향 유로 밸브

140 : 희석수 케이스 145 : 재생액 배출관

147 : 공기출입관 150, 155 : 밸브

160 : 컬럼 170 : 이온교환수지

Claims (5)

1. 재생장치가 구비된 연수기에 있어서, 상기 재생장치는

   재생제가 구비된 원료 케이스;

   상기 원료 케이스와 연결 구비되고 외부로부터 공급되는 원수를 저장할 수 있으며 상기 원수에 상기 원료 케이스의 재생제가 용해되어 생성된 농축수를 수용할 수 있는 농축수 케이스;

   상기 농축수 케이스와 연결 구비되고 외부로부터 공급되는 원수를 저장할 수 있으며 상기 농축수 케이스로부터 공급된 농축수가 공급되는 경우 상기 원수는 희석수로 작용하여 일정농도의 재생액이 생성될 수 있는 희석수 케이스; 및,

   상기 원료케이스, 농축수 케이스를 관통하여 상기 희석수케이스 내측까지 연장 구비된 공기출입관;을 포함하되,

   상기 농축수 케이스와 상기 희석수 케이스 사이에는 일 방향 유로 밸브가 더 포함되고, 상기 공기출입관은 상기 일 방향 유로 밸브보다 상기 희석수 케이스의 내측으로 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 고효율 전자동 재생 연수기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원료 케이스는

   상기 원료 케이스의 일 측면에 구비되어 외부로부터 공급되는 원수를 원료 케이스 내측으로 이송시킬 수 있는 원수 공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 전자동 재생 연수기.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 원료케이스와 상기 농축수 케이스 사이에 메쉬망이 구비되어 상기 재생제는 상기 메쉬망의 상부에 저장될 수 있으며, 상기 원료케이스 내에 구비된 재생제가 상기 농축수 케이스 내에 저장된 원수에 용해될 수 있는 것을 특징으로 하는 고효율 전자동 재생 연수기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 원료케이스의 일 측면에 구비되고 상기 농축수 케이스에 유입된 원수가 상기 원료케이스의 재생제까지 도달하는 것을 허용하고 재생제 이르면 상기 원수의 공급을 차단하는 수위조절센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 전자동 재생 연수기.

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