KR101486478B1 - 단일 재생조 입출수구를 구비한 연수기 시스템 - Google Patents

단일 재생조 입출수구를 구비한 연수기 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원수 공급 유로를 통해 공급된 원수를 내부에 충진된 이온교환수지를 이용하여 연수로 전환하는 이온교환수지 필터; 상기 이온교환수지 필터의 이온교환수지를 재생하기 위한 재생제를 저장하고, 상기 원수 공급 유로를 통해 유입된 원수를 상기 이온교환수지 필터로 공급하여 상기 이온교환수지 필터를 재생하는 재생조; 및 상기 재생조와 상기 이온교환수지 필터 사이에 설치되어 상기 재생조와 상기 이온교환수지 필터 사이의 유로의 방향을 전환하는 유로 전환부를 포함하는 연수기 시스템에 관한 것으로서, 재생조에 구비된 하나의 출구를 통해서만 원수의 유입 및 유출이 가능하도록 재생조 주변에 유로를 형성함으로써, 유로를 단순화하여 공간 활용도를 높이고, 이에 따라 제조 비용을 절감할 수 있다

Description

단일 재생조 입출수구를 구비한 연수기 시스템{Water Softener System with single inlet/outlet of recovery tank}
본 발명은 연수기 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재생조 주변의 유로를 단순화하여 공간 활용도를 높이고, 이에 따라 제조 비용을 절감할 수 있는 연수기 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 연수기는 수돗물, 지하수와 같은 원수를 이온교환수지와 반응시켜 원수로부터 경도 유발물질인 칼슘이나 마그네슘 이온 등을 제거하여 원수를 온천수와 같은 연수로 만드는 장치이다.
이러한 연수기는 통상적으로 입수로와 출수로가 구비된 칼럼 및 칼럼의 내부에 충진된 이온교환수지 필터를 구비하고, 칼럼의 입수로로부터 원수가 유입되고, 유입된 원수는 칼럼의 내부에 충진된 이온교환수지 필터를 통과하면서 칼슘 이온이나 마그네슘 이온과 같은 경도 성분이 이온교환수지 필터의 화학적 작용기와 이온교환되어 제거됨으로써 연수로 전환되며, 이렇게 생성된 연수는 칼럼의 출수로를 통해 배출되어 사용자에게 제공된다.
또한, 연수기는 재생 과정을 필요로 하는데, 이러한 재생 과정은 이온교환수지 필터의 일측에 재생을 위한 특수한 염화나트륨을 충진시키고, 원수를 하우징의 내부로 유입시키면서 염화나트륨을 용해시켜 소금물을 생성하며, 이 생성된 소금물을 이온교환수지 필터로 통과시킴으로써, 용해된 소금물 속의 나트륨(Na) 이온과 경도성분을 재교환시켜 이온교환수지의 경도제거 성능을 회복시키는 과정이다.
그런데, 종래의 연수기에서 재생조는 외부의 물이 공급되는 입수 유로, 및 칼럼과 연결된 출수 유로를 각각 구비한다. 이와 같이 재생조와 연결된 입수 유로 및 출수 유로는 연수기 내부의 복잡한 유로를 형성하게 되고, 이에 따라 연수기 내부의 공간 제약 및 제조 단가 상승의 원인이 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 재생조 주변의 유로를 단순화하여 공간 활용도를 높이고, 이에 따라 제조 비용을 절감할 수 있는 연수기 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 원수 공급 유로를 통해 공급된 원수를 내부에 충진된 이온교환수지를 이용하여 연수로 전환하는 이온교환수지 필터; 상기 이온교환수지 필터의 이온교환수지를 재생하기 위한 재생제를 저장하고, 상기 원수 공급 유로를 통해 유입된 원수를 상기 이온교환수지 필터로 공급하여 상기 이온교환수지 필터를 재생하는 재생조; 및 상기 재생조와 상기 이온교환수지 필터 사이에 설치되어 상기 재생조와 상기 이온교환수지 필터 사이의 유로의 방향을 전환하는 유로 전환부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 유로 전환부는, 상기 원수 공급 유로에 설치되어 상기 재생조로 유입되는 원수를 선택적으로 차단하는 재생조 입수 밸브; 상기 재생조 입수 밸브와 상기 재생조 사이에 연결된 제1유로; 상기 제1유로와 상기 이온교환수지 필터를 연결하는 제2유로; 및 상기 제2유로에 설치되고, 상기 제1유로로부터 상기 제2유로를 향해서만 유로 방향이 형성되도록 하는 체크 밸브를 포함하고, 상기 재생조 입수 밸브가 개방된 경우에는 상기 제1유로를 통해 상기 재생조로 원수가 유입되고, 상기 재생조 입수 밸브가 폐쇄된 경우에는 상기 재생조 내부에서 재생제를 함유한 원수가 상기 재생조로부터 상기 제1유로 및 상기 제2유로를 거쳐 상기 이온교환수지 필터로 유입되는 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게는, 상기 원수 공급 유로에 설치된 유량 감지 센서; 및 상기 유량 감지 센서를 통해 감지된 유량을 적산하고, 이 적산 유량을 통해 상기 이온교환수지 필터의 재생 시점을 판단하여 상기 재생조 입수 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2유로에 유체를 공급하여 상기 제2유로 내부에 공기를 이온교환수지 필터 측으로 배출하는 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유체는 세정액인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이온교환수지 필터에는 내부의 물을 외부로 배출하는 배수 밸브가 구비되고, 상기 재생조에 일정량의 물이 유입된 후에 상기 배수 밸브가 개방되면 상기 이온교환수지 필터 내부의 압력이 해제되면서 상기 재생조로부터 상기 이온교환수지 필터로 물이 유입되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 원수 공급 유로에는 외부의 급수원으로부터 공급된 원수를 상기 이온교환수지 필터로 공급함과 동시에 상기 이온교환수지 필터에서 생성된 연수를 외부의 수전구로 배출하는 4방 밸브, 상기 4방 밸브를 통과한 원수를 감압하는 감압변, 상기 감압변을 통과한 원수를 여과하는 세디 필터, 및 상기 세디 필터를 통과한 원수를 상기 이온교환수지 필터로 공급하는 입수 밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 재생조에 구비된 하나의 출구를 통해서만 원수의 유입 및 유출이 가능하도록 재생조 주변에 유로를 형성함으로써, 유로를 단순화하여 공간 활용도를 높이고, 이에 따라 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연수기 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 연수기 시스템의 제어 계통도를 도시한 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연수기 시스템의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 연수기 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연수기 시스템의 제어 계통도를 도시한 블록도이다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연수기 시스템은 이온교환수지 필터(110a, 110b), 재생조(120) 및 이온교환수지 필터(110a, 110b)와 재생조(120) 사이의 유로를 전환하는 유로 전환부를 포함한다.
이온교환수지 필터(110a, 110b)는 입수구(111)와 출수구(112)를 구비한 원통 부재로서, 그 내부에는 이온교환수지가 충진되어 있다. 그리고, 원수 공급 유로를 통해 공급된 원수는 이온교환수지 필터(110a, 110b)를 통과하면서 칼슘 이온이나 마그네슘 이온과 같은 경도 성분이 이온교환수지의 화학적 작용기와 이온교환되어 제거됨으로써 연수로 전환된다. 여기서, 이온교환수지 필터(110a, 110b)는 외부의 온수 급수원(10a) 및 냉수 급수원(10b)으로부터 각각 공급되는 온수와 냉수를 위해, 온수용 이온교환수지 필터(110a)와 냉수용 이온교환수지 필터(110b)로 이루어진다.
또한, 상기한 원수 공급 유로는 외부의 급수원(10a, 10b)과 이온교환수지 필터(110a, 110b) 사이에 구비되는 유로로서, 외부의 온수 급수원(10a)과 온수용 이온교환수지 필터(110a) 사이에 구비된 유로 및 외부의 냉수 급수원(10b)과 냉수용 이온교환수지 필터(110b) 사이에 구비된 유로를 포함한다. 그리고, 원수 공급 유로에는 4방 밸브(130a, 130b), 감압변(140a, 140b), 세디 필터(150a, 150b) 및 입수 밸브(160)가 설치된다.
4방 밸브(130a, 130b)는 급수원(10a, 10b)으로부터 공급된 원수를 이온교환수지 필터(110a, 110b)로 공급한다. 또한, 4방 밸브(130a, 130b)는 이온교환수지 필터(110a, 110b)에서 생성된 연수를 외부의 수전구(20)로 배출한다. 그리고, 4방 밸브(130a, 130b)는 온수용 4방 밸브(130a) 및 냉수용 4방 밸브(130b)를 포함한다.
감압변(140a, 140b)은 4방 밸브(130a, 130b)를 통과한 원수의 압력을 감소시켜 연수기 내부 부품의 손상을 방지한다. 이 감압변(140a, 140b)은 온수용 감압변(140a) 및 냉수용 감압변(140b)을 포함한다.
세디 필터(150a, 150b)는 내부에 염소 제거볼과 항균볼 등의 요소들을 구비하여 일반적으로 수돗물인 원수 내의 염소와 세균을 제거하는 필터로서, 감압변(140a, 140b)을 통과한 원수를 여과한다. 이 세디 필터(150a, 150b)는 온수용 세디 필터(150a) 및 냉수용 세디 필터(150b)를 포함한다.
입수 밸브(160)는 세디 필터(150a, 150b)를 통해 여과된 원수를 이온교환수지 필터(110a, 110b)로 공급하는 역할을 한다.
이러한 원수 공급 유로를 통해 외부의 급수원(10a, 10b)으로 이온교환수지 필터(110a, 110b)로 원수가 유입되고, 유입된 원수는 이온교환수지 필터(110a, 110b)를 통해 연수로 전환되어 수전구(20)를 통해 외부로 배출된다.
재생조(120)는 이온교환수지 필터(110a, 110b)의 이온교환수지를 재생하기 위한 재생제를 저장한다. 이 재생조(120)에는 원수 공급 유로, 정확하게는 냉수 급수원(10b)과 냉수용 이온교환수지 필터(110a, 110b) 사이에 구비된 유로로부터 바이패스된 유로(30)를 통해 원수가 유입된다. 그리고, 재생조(120)에 유입된 원수는 재생조(120) 내부의 재생제를 함유한 상태로 이온교환수지 필터(110a, 110b)로 공급된다. 따라서, 이온교환수지 필터(110a, 110b)의 이온교환수지가 재생된다.
한편, 재생조(120)의 일측에는 범람 유로(40)가 연결된다. 범람 유로(40)는 재생조(120)에서 범람된 원수가 외부로 배출되도록 한다.
유로 전환부는 재생조(120)와 이온교환수지 필터(110a, 110b) 사이에 설치되어, 재생조(120)와 이온교환수지 필터(110a, 110b) 사이의 유로의 방향을 전환하는 역할을 한다. 여기서, 유로 전환부는 재생조(120)에 구비된 하나의 출구(121)를 통해서 원수 유입 및 유출이 가능하도록 구성된다. 즉, 유로 전환부는 재생조(120)에 구비된 하나의 출구(121)를 재생조(120)로의 원수 입수구 및 재생조(120)로부터의 원수 출수구로 사용할 수 있도록 한다.
구체적으로, 유로 전환부는 재생조 입수 밸브(170), 제1유로(50), 제2유로(60) 및 체크 밸브(180)를 포함한다.
재생조 입수 밸브(170)는 원수 공급 유로, 정확하게는 원수 공급 유로로부터 바이패스된 유로(30)에 설치되고, 재생조(120)로 유입되는 원수를 선택적으로 차단한다.
제1유로(50)는 재생조 입수 밸브(170)와 재생조(120)를 연결하는 유로로서, 재생조 입수 밸브(170)가 개방되면, 제1유로(50)를 통해 재생조(120)에 원수가 유입된다.
제2유로(60)는 제1유로(50)와 이온교환수지 필터(110a, 110b)를 연결한다. 여기서, 제2유로(60)는 제1유로(50)에서 바이패스되어 온수용 이온교환수지 필터(110a, 110b) 및 냉수용 이온교환수지 필터(110a, 110b)에 각각 연결되어, 재생조(120)에서 재생제를 함유한 원수가 이온교환수지 필터(110a, 110b)로 유입되도록 한다.
체크 밸브(180a, 180b)는 제2유로(60), 정확하게는 이온교환수지 필터(110a, 110b)의 유입구 측에 설치되어, 재생조(120)로부터 배출되는 재생제를 함유한 원수가 이온교환수지 필터(110a, 110b)로 유입되도록 한다. 여기서, 체크 밸브(180a, 180b)는 제1유로(50)로부터 제2유로(60)를 향해서만 원수가 흐르는 유로 방향이 형성되도록 한다. 그리고, 체크 밸브(180a, 180b)는 온수용 이온교환수지 필터(110a) 및 냉수용 이온교환수지 필터(110b)의 유입구 측에 각각 설치된다. 이 체크 밸브(180a, 180b)는 일반적인 온/오프 밸브로 구성될 수도 있다.
이러한 유로 전환부의 구성에 따라, 재생조 입수 밸브(170)가 개방되면 냉수 급수원(10b)으로부터 유입된 원수가 재생조 입수 밸브(170) 및 제1유로(50)를 거쳐 재생조(120)로 유입된다. 여기서, 재생조(120) 방향으로 유동하는 원수는 자체의 압력에 의해, 그리고 이온교환수지 필터(110a, 110b) 내부의 압력에 의해 제2유로(60)로 유입되지 않고 제1유로(50)를 통해서만 재생조(120)로 유입된다. 이때, 이온교환수지 필터(110a, 110b) 내부의 물은 체크 밸브(180a, 180b)로 인해 제2유로(60)로 역류하지 않는다.
그리고, 재생조 입수 밸브(170)가 폐쇄되면, 재생조(120) 내부에 있던 원수가 제1유로(50) 및 제2유로(60)를 거쳐 이온교환수지 필터(110a, 110b)로 유입된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 연수기 시스템은 유로 전환부의 구성에 의해, 재생조(120)에 구비된 하나의 출구(121)를 통해서 원수의 유입 및 유출이 가능하다. 따라서, 재생조(120) 주변의 유로를 간단하게 구성할 수 있고, 이에 따라 연수기 내부의 공간 활용도를 높이고 전체 제조 비용을 절감할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 연수기 시스템은 유량 감지 센서(190) 및 유량 감지 센서(190)의 감지결과에 따라 재생조 입수 밸브(170)를 제어하는 제어부(200)를 더 포함한다.
유량 감지 센서(190)는 원수 공급 유로의 감압변(140b), 세디 필터(150b) 및 재생조 입수 밸브(170) 사이에 설치되어, 원수 공급 유로로 유입된 원수의 유량을 측정한다.
제어부(200)는 유량 감지 센서(190)를 통해 측정된 원수 유량을 적산하고, 적산된 유량이 기 설정된 값에 도달하면, 이온교환수지 필터(110a, 110b)의 재생이 필요한 시점이라 판단하여, 재생조 입수 밸브(170)가 개방되도록 제어한다. 따라서, 이온교환수지 필터(110a, 110b)의 주기적인 재생이 가능하다.
한편, 재생조(120)로부터 제2유로(60) 내부로 공기가 유입될 수 있는데, 제2유로(60) 내부에 공기가 존재하면, 재생조(120)로부터 배출되는 원수가 이온교환수지 필터(110a, 110b)로 원활하게 유입되지 못한다. 이를 방지하기 위해, 본 발명에 따른 연수기 시스템은 제2유로(60)에 유체를 공급하는 펌프(210)를 더 포함한다. 이 펌프(210)는 제2유로(60) 내부로 유체를 공급하여 제2유로(60) 내부의 공기를 외부로 배출시키는 역할을 한다.
바람직하게는, 펌프(210)의 작동에 의해 제2유로(60)로 펌핑되는 유체는 세정액(211)이다. 이 세정액은 이온교환수지 필터(110a, 110b)로 유입되어 유로를 세정한다.
한편, 이온교환수지 필터(110a, 110b) 내부에는 저장된 이온교환수지 및 물로 인해 소정의 내압이 형성되고, 이 압력은 재생조(120)로부터 유입된 원수의 원활한 유입을 방해한다. 이 내압을 해제하기 위해, 이온교환수지 필터(110a, 110b)의 일측에는 배수 유로(70)가 구비되고, 배수 유로(70)에는 온수 배수 밸브(115a) 및 냉수 배수 밸브(115b)가 구비된다. 재생조 입수 밸브(170)를 통해 재생조(120)에 일정량의 물이 유입된 후에 이 배수 밸브들(115a, 115b)이 개방됨으로써, 이온교환수지 필터(110a, 110b) 내부의 압력이 해제된다.
따라서, 재생조(120)로부터 배출된 원수가 이온교환수지 필터(110a, 110b)로 원활하게 유입될 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10a, 10b: 급수원 20: 수전구
30, 40, 50, 60, 70: 유로 110a, 110b: 이온교환수지 필터
111: 입수구 112: 출수구
115a, 115b: 배수 밸브 120: 재생조
121: 출구 130a, 130b: 4방 밸브
140a, 140b: 감압변 150a, 150b: 세디 필터
160: 입수 밸브 170: 재생조 입수 밸브
180a, 180b: 체크 밸브 190: 유량 감지 센서
200: 제어부 210: 펌프

Claims (7)

  1. 원수 공급 유로를 통해 공급된 원수를 내부에 충진된 이온교환수지를 이용하여 연수로 전환하는 이온교환수지 필터;
    상기 이온교환수지 필터의 이온교환수지를 재생하기 위한 재생제를 저장하고, 상기 원수 공급 유로를 통해 유입된 원수를 상기 이온교환수지 필터로 공급하여 상기 이온교환수지 필터를 재생하는 재생조; 및
    상기 재생조와 상기 이온교환수지 필터 사이에 설치되어 상기 재생조와 상기 이온교환수지 필터 사이의 유로의 방향을 전환하는 유로 전환부를 포함하고,

    상기 유로 전환부는,
    상기 원수 공급 유로에 설치되어 상기 재생조로 유입되는 원수를 선택적으로 차단하는 재생조 입수 밸브;
    상기 재생조 입수 밸브와 상기 재생조 사이에 연결된 제1유로;
    상기 제1유로와 상기 이온교환수지 필터를 연결하는 제2유로; 및
    상기 제2유로에 설치되고, 상기 제1유로로부터 상기 제2유로를 향해서만 유로 방향이 형성되도록 하는 체크 밸브를 포함하고,
    상기 재생조 입수 밸브가 개방된 경우에는 상기 제1유로를 통해 상기 재생조로 원수가 유입되고, 상기 재생조 입수 밸브가 폐쇄된 경우에는 상기 재생조 내부에서 재생제를 함유한 원수가 상기 재생조로부터 상기 제1유로 및 상기 제2유로를 거쳐 상기 이온교환수지 필터로 유입되는 것을 특징으로 하는 연수기 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원수 공급 유로에 설치된 유량 감지 센서; 및
    상기 유량 감지 센서를 통해 감지된 유량을 적산하고, 이 적산 유량을 통해 상기 이온교환수지 필터의 재생 시점을 판단하여 상기 재생조 입수 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연수기 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2유로에 유체를 공급하여 상기 제2유로 내부에 공기를 이온교환수지 필터 측으로 배출하는 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연수기 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유체는 세정액인 것을 특징으로 하는 연수기 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이온교환수지 필터에는 내부의 물을 외부로 배출하는 배수 밸브가 구비되고, 상기 재생조에 일정량의 물이 유입된 후에 상기 배수 밸브가 개방되면 상기 이온교환수지 필터 내부의 압력이 해제되면서 상기 재생조로부터 상기 이온교환수지 필터로 물이 유입되는 것을 특징으로 하는 연수기 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 원수 공급 유로에는 외부의 급수원으로부터 공급된 원수를 상기 이온교환수지 필터로 공급함과 동시에 상기 이온교환수지 필터에서 생성된 연수를 외부의 수전구로 배출하는 4방 밸브, 상기 4방 밸브를 통과한 원수를 감압하는 감압변, 상기 감압변을 통과한 원수를 여과하는 세디 필터, 및 상기 세디 필터를 통과한 원수를 상기 이온교환수지 필터로 공급하는 입수 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 연수기 시스템.
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