KR101841007B1 - 자체 정화가 가능한 원수 연수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 이온교환수지를 채워두기 위한 충진부를 구비하는 연수기 본체와 상기 연수기 본체 양측 상하에 연결되고 중간부에 원수배출관 겸용 세척수유입관을 구비하는 원수 겸용 세척수 유입관과 연수 겸용 세척수 배출관으로 구성되되, 상기 원수 겸용 세척수 유입관과 연수 겸용 세척수 배출관의 상부는 연결관에 의해 서로 연결되도록 하고, 상기 연결관의 하부에는 원수배출관 겸용 세척수유입관이 형성되도록 하며, 상기 원수배출관 겸용 세척수유입관 하부에는 가이드부를 형성하고, 상기 가이드부의 하부에는 이온교환수지 배출방지부재가 결합수단에 의해 결합되도록 하되 상기 이온교환수지 배출방지부재의 높이는 적어도 이온교환수지의 충진된 높이보다 높게 형성되도록 구성되는 자체 정화가 가능한 원수 연수장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 효과로는 세척수를 하부판의 통공을 통해 유입시키게 되면 수압에 의해 이온교환수지 입자들이 들리면서 유동하게 되고 결국 이온교환수지 입자 사이에 끼어있던 이물질이 제거된다.
또한 본 발명은 이물질의 제거가 용이하고, 연수 및 정화작용을 위한 물의 방향을 조절이 용이한 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

자체 정화가 가능한 원수 연수장치{Water softening apparatus with self-furification}

본 발명은 자체 정화가 가능한 원수 연수장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연수기 내부에 이온 교환수지를 채워넣되 세척을 위해 물의 유입시킬 때 이온교환수지가 수지충진부 내에서 자유롭게 유동되도록 함으로써 세척의 효율성을 향상시키고, 또 세척후 더러운 이물질들은 연수기 하부를 통해 배출되도록 하여 항상 연수기가 청결상태를 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.

일반적으로, 인간의 생활에 사용되는 물은 연수(soft water)와 경수(hard water)로 구분 가능한데, 이중 단물이라 불리는 증류수 또는 빗물 등의 연수는 수소와 산소를 주성분으로 하여 비교적 순수하고 경도가 낮은 반면, 센물 또는 경수라 불리는 물에는 칼슘 이온과 마그네슘 이온이 포함되어 경도가 크다.

현재, 대부분의 가정으로 공급되는 수돗물, 즉 원수(原水)는 칼슘 이온과 마그네슘 이온이 다량으로 함유된 경수이며, 특히 정화과정에서 사용된 염소와 더불어 환경오염 및 노후관을 이용한 압송과정으로 인해 철, 구리, 주석, 아연, 수은 등의 중금속 이온이 다량 함유되어 있는 바, 이러한 수돗물은 비록 인체에 치명적이지는 않지만 세척 시 비누의 지방산과 결합하여 금속 이물질을 생성하고 피부노화를 촉진시키거나 아토피와 같은 피부질환을 일으키는 원인으로 알려져 있다.

최근에는 보다 질 높은 원수를 얻기 위하여 수돗물 등의 경수를 연수로 변화시키는 연수기가 소개되어 가정이나 업소 등에서 널리 사용되고 있다.

상기 연수기는 원수 유입관에 직접 연결되어 양이온 수지를 통과하여 칼슘 이온과 마그네슘 이온, 철분, 망간 등 주로 양이온 성분들을 이온교환수지를 이용해 흡착, 제거함으로써 피부 등을 매끄럽게 보호해 주는 연수로 변환시키는 장치이다.

상기한 연수기는 이온교환수지 배출방지부재 원료로 양이온 교환수지를 쓰는데 세척 등이 자유롭지 않고 1~2년 정도 밖에 사용하지 못하기 때문에 양이온 교환수지를 정기적으로 교환을 해주어야 하는 단점이 있었다.

또한 양이온 교환수지는 한달에 1번 재생소금을 넣어 재생을 해주어야 하는데, 재생방법은 재생소금을 집어넣어 물을 흘리는 방식으로 이루어지는 이 경우 수압이 약할 경우 잘 재생되지 않아 소금물속에 이온교환수지를 담구어 두었다가 재생시켜 사용하기도 한다.

그런데 종래의 연수기의 구조는 이러한 재생절차가 진행하는데 상당히 어려운 단점이 있고, 또 연수기를 사용하지 않을 시에는 수압이 약해지기 때문에 수지가 이완되어 연수기능이 떨어지는 단점이 있었다.

따라서 본 발명자는 이와 같은 단점을 해결하기 위해 도 1에 도시한 바와 같은 연수기(10)와 원수가 유입되는 하나의 관에서 상기 연수기의 상부일측와 하부면으로 각각 구분되어 연결되게 구성되는 원수 겸용 세척수 유입관(20)과, 원수가 배출되는 하나의 관에서 상기 연수기의 상부일측과 하부면으로 각각 구분되어 연결되게 구성되는 연수 겸용 세척수 배출관 (30)으로 구성되되, 상기 연수기의 연결되는 각각의 관 일측으로 연수기로의 물공급 및 배출을 제어할 수 있는 각각의 밸브가 구성된 것을 포함하는 자체 정화가 가능한 원수 연수장치를 국내특허공개번호 10-2011-0002544호로 선출원한 바 있다.

그러나 상기한 연수기는 원수 겸용 세척수 유입관(20)과 연수 겸용 세척수 배출관 (30)을 독립적으로 설치하되 연수기의 상하부에 분리하여 연결 구성하고 각각의 관에는 별도 개패 밸브를 구성하여 밸브의 동작에 의해 물의 흐름을 선택적으로 통제토록 하여, 연수 시와 연수기 정화작업 시 물의 연수기 유입방향을 바꾸어 줄 수 있도록 하여 지속적인 세척이 이루어질 수 있도록 하고, 계량기 측과 연결된 원수 겸용 세척수유입구(G)을 직접적으로 원수 겸용 세척수 유입관(20)에 연결하여 둠으로 지속적인 수압을 연수기에 유지시켜 연수의 효과를 높이고, 선택적으로 수지 및 세척제를 투여할 수 있는 투입구를 구성하여 수지의 충진 및 세척기능을 할 수 있는 장점을 가지나, 연수기 내부에 상하로 타공판 사이에 그물망이 겹치게 형성하고 상기 상부 타공판과 하부 타공판 사이에 이온 교환수지를 가득 채워 넣는 구조여서 물의 유입방향을 바꾸어 이온교환수지를 세척하고자 할 때 이온교환수지가 빽빽하게 충진되어 있고 서로 밀착된 구조여서 유동공간이 부족하여 세척의 효율이 현저히 낮아지게 된다.

또한 상기한 연수기는 세척후 이물질 등을 배출할 수 없는 구조여서 연수기 내부가 청결하지 못한 상태를 유지하게 되는 단점을 갖는다.

[선행기술문헌]

1. 국내특허공개번호 10-2011-0002544

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 연수기 내부에 이온 교환수지를 채워넣되 세척을 위해 물의 유입시킬 때 이온교환수지가 수지충진부 내에서 자유롭게 유동되도록 함으로써 세척의 효율성을 향상시키고, 또 세척후 더러운 이물질들은 연수기 하부를 통해 배출되도록 함으로써 연수기 내부는 항상 청결한 상태를 유지할 수 있도록 함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 해결수단을 살펴보면, 내부에 이온교환수지를 채워두기 위한 충진부를 구비하는 연수기 본체와 상기 연수기 본체 양측 상하에 연결되고 중간부에 원수배출관 겸용 세척수유입관을 구비하는 원수 겸용 세척수 유입관과 연수 겸용 세척수 배출관으로 구성되되,상기 원수 겸용 세척수 유입관과 연수 겸용 세척수 배출관의 상부는 연결관에 의해 서로 연결되도록 하고, 상기 연결관의 하부에는 원수배출관 겸용 세척수유입관이 형성되도록 하며, 상기 원수배출관 겸용 세척수유입관 하부에는 가이드부를 형성하고, 상기 가이드부의 하부에는 이온교환수지 배출방지부재가 결합수단에 의해 결합되도록 하되 상기 이온교환수지 배출방지부재의 높이는 적어도 이온교환수지의 충진된 높이보다 높게 형성되도록 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이온교환수지는 하부판에 의해 연수기 본체의 바닥으로 부터 일정 간격 이격되도록 충진되며, 상기 하부판에는 일정간격 이격된 다수개의 통공이 형성되고 상기 통공은 이온교환수지 배출방지부재에 의해 차단되도록 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이온교환수지 배출방지부재는 통수공이 다수 개 천공된 타공판과 금속망이 적층된 구조를 갖거나, 또는 금속망을 사이에 두고 양쪽에 통수공이 다수 개 천공된 타공판이 적층되도록 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 자체 정화가 가능한 원수 연수장치의 효과로는 세척수를 하부판의 통공을 통해 유입시키게 되면 수압에 의해 이온교환수지 입자들이 들리면서 유동하게 되고 결국 이온교환수지 입자 사이에 끼어있던 이물질이 제거된다.

또한 본 발명은 이물질의 제거가 용이하고, 연수 및 정화작용을 위한 물의 방향을 조절이 용이한 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명 연수장치의 전체적인 구성도.
도 2는 도 1의 V-V선 단면도.
도 3은 도 2의 W-W선 단면도.
도 4는 본 발명의 사용상태 참고도로써, 원수를 연수로 만들기 위한 물의 흐름을 보이기 위한 참고도.
도 5는 본 발명의 사용상태 참고도로써, 세정을 위한 물의 흐름을 보이기 위한 참고도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

이하, 본 발명에 따른 자체 정화가 가능한 원수 연수장치에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 연수장치의 전체적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 V-V선 단면도이며, 도 3은 도 2의 W-W선 단면도이고, 도 4는 본 발명의 사용상태 참고도로써, 원수를 연수로 만들기 위한 물의 흐름을 보이기 위한 참고도이며, 도 5는 본 발명의 사용상태 참고도로써, 세정을 위한 물의 흐름을 보이기 위한 참고도이다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명은 내부에 이온교환수지(S)를 채워두기 위한 충진부(50)를 구비하는 연수기 본체(10)와 상기 연수기 본체(10) 양측 상하에 연결되고 중간부에 원수 겸용 세척수유입구(G)를 구비하는 원수 겸용 세척수 유입관(20)과 중간부에 연수 겸용 세척수 배출구(T)를 구비하는 연수 겸용 세척수 배출관(30)으로 구성되되, 상기 원수 겸용 세척수 유입관(20)과 연수 겸용 세척수 배출관 (30)의 상부는 연결관(10b)에 의해 서로 연결되도록 하고, 상기 연결관(10b)의 하부에는 원수배출관 겸용 세척수유입관(10c)이 형성되도록 하며, 상기 원수배출관 겸용 세척수유입관(10c) 하부에는 가이드부(80)를 형성하고, 상기 가이드부(80)의 하부에는 이온교환수지 배출방지부재(100)가 결합수단(90)에 의해 결합되도록 하되, 상기 이온교환수지 배출방지부재(100)의 높이는 적어도 이온교환수지(S)의 충진된 높이보다 높게 형성되도록 구성된다. 이때 결합수단(90)은 이온교환수지 배출방지부재(100)를 가이드부(80)에 결합가능한 수단이면 무방하나, 본 발명에서는 걸림턱을 구비하는 링(ring) 형상의 고리를 사용한다.

또한 상기 이온교환수지(S)는 하부판(10a)에 의해 연수기 본체(10)의 바닥으로 부터 일정 간격 이격되도록 충진된 상태이며, 상기 하부판(10a)에는 다수개의 통수공(11a)이 형성되고 상기 통수공(11a)은 이온교환수지 배출방지부재(100)에 의해 차단되도록 한다.

상기 이온교환수지 배출방지부재(100)는 통공(60a)이 다수 개 천공된 타공판(60)과 금속망(70)이 적층된 구조를 갖거나, 또는 금속망(70)을 사이에 두고 양쪽에 상기 타공판(60)이 적층되는 구조를 갖도록 형성된다.

이때 상기 타공판(60)과 금속망(70)은 하부판(10a) 용접에 의해 결합되는 구조를 갖는다. 물론 기타 공지의 결합방법에 의해서 부착될 수도 있다.

본 발명 연수장치는 계량기를 거쳐 가정으로 물이 유입되는 원수 겸용 세척수유입구(G)을 중심으로 하부에는 세척수 유입관(20A)이 연결되고, 상부에 원수유입관(20B)이 연결된다.

상기 세척수 유입관(20A)과 원수유입관(20B)은 각각 밸브(20a,20b)가 형성되어 각각 세척수 유입관(20A)과 원수유입관(20B)을 차단할 수 있게 한다.

또한 연수 겸용 세척수 배출구(T)를 하부에는 세척수 유입관(20A)이 연결되고, 상부에는 원수유입관(20B)이 연결된다.

상기 세척수 유입관(20A)과 원수유입관(20B)은 각각 밸브(20a,20b)가 형성되어 각각 세척수 유입관(20A)과 원수유입관(20B)을 차단할 수 있게 한다.

또한 연수 겸용 세척수 배출관(30)은 하부에는 연수 배출관(30A)이 연결되고, 상부에는 세척수 배출관(30B)이 연결된다.

이때 상기 원수유입관(20B)의 상단과 세척수 배출관(30B)의 상단은 연결관(10b)의 양단에 연결되는 구조를 가지며, 상기 연결관(10b)의 하단에는 원수배출관 겸용 세척수유입관(10c)이 아래로 연장되는 구조를 갖는다.

상기 연수 배출관(30A)과 세척수 배출관(30B)은 각각 밸브(30a,30b)가 형성되어 각각 연수 배출관(30A)과 세척수 배출관(30B)을 차단할 수 있도록 한다.

이처럼 원수 겸용 세척수 유입관(20)과 연수 겸용 세척수 배출관(30)은 각 밸브(20a,20b,30a,30b)에 의해 물의 흐름을 제어할 수 있게 되는데, 도 4에 도시한 바와 같이 연수를 얻고자 할 때에는 밸브(20b)를 열고 밸브(20a)는 닫아 원수를 원수배출관 겸용 세척수유입관(10c)을 통해 이온교환수지(S) 상부에 흘려보내게 되고, 이온교환수지(S)에 의해 연수작용을 거친 원수는 밸브(30a)는 열린 상태이고 밸브(30b)는 닫힌 상태여서 연수배출관(30A)을 거쳐 연수 겸용 세척수 배출구(T)를 통해 배출된다.

또한 이온교환수지(S)를 세척하고자 할 때는 반대로 밸브(20a)는 열고 밸브(20b)는 닫아 원수 겸용 세척수유입구(G)를 통해 유입된 원수가 이온교환수지(S) 하부, 즉 하부판(10a)의 통수공(11a)을 통해 아래서 위로 차오르게 한다.

이때 수압에 의해 통수공(11a)을 통해 유입된 물은 솟구치면서 수지충진부(50)에 적층되어 있던 이온교환수지(S)를 산란시키게 되고, 그 과정에서 이온교환수지(S)가 유동하면서 이온교환수지(S) 표면과 이온교환수지(S) 사이사이에 끼어있던 이물질들이 본체(10)의 바닥으로 가라앉거나 세척수를 따라 배출되어 제거된다.

이처럼 본 발명은 이온교환수지(S)를 유동할 수 있는 공간을 확보해주기 위해 가이드부의 하부에는 이온교환수지 배출방지부재(100)가 결합수단(90)에 의해 결합되도록 하되, 상기 이온교환수지 배출방지부재의 높이는 적어도 이온교환수지(S)의 충진된 높이보다 높게 형성되도록 한 것이다. 보다 상세하게는 원수배출관 겸용 세척수유입관(10c)과 연결관(10b)가 이온교환수지(S)의 상단 높이와 너무 가깝게 형성되면 세척수가 상기 세척수 유입관(10c)과 연결관(10b)을 통해 그대로 배출되게 되어 이온교환수지(S)가 수압에 의해 유동되면서 세척될 시간적 공간적 여유가 없게 되는 것이다.

이때 본체(10)의 바닥에는 경사면(50a)을 형성하여 이물질이 흘러 중간부로 모이도록 하고, 이처럼 모여진 이물질은 이물질 배출관(50b)과 드레인밸드(50c)를 통해 배출되도록 한다.

상기 이온교환수지(S)는 나트륨이온(Na+)이 함유된 특수고분자화합물로, 미세한 알갱이(ball) 형상을 가진다. 상기 이온교환수지(S)는 원수와 접촉함으로써 연수를 만들어내게 되는데, 이 과정에서 이온교환수지(S)가 원수, 즉 수돗물과의 계속적인 접촉에 의해 Na+성분이 상당부분 감소하게 되므로 이를 보전하기 위해서는 NaCl 성분으로 이루어진 소금물을 연수통 내로 투입하여야 한다. 이를 위해 상기 연수기 본체(10)의 상부에는 소금을 투입할 수 있는 뚜껑(40)를 별도로 구성함이 바람직하다.

이처럼 이온교환수지(S)에는 NaCl(염화나트륨)이 매우 높은 비율로 자리 잡고 있다. 여기에 칼슘 이온(Ca2+)이나 마그네슘이온(Mg2+) 등의 양이온이 들어 있는 경수(수돗물)을 통과시키면 이온 교환을 통해 경도 성분은 나트륨(Na+)과 자리를 바꾸어 수지에 흡착하고, 물에는 나트륨(Na+)이 빠져 나와 연수가 된다.

상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

10 : 본체 10a: 하부판
10b: 연결관 10c: 원수배출관 겸용 세척수유입관
20 : 원수 겸용 세척수 유입관
20A : 세척수 유입관 20B : 원수유입관
30 : 연수 겸용 세척수 배출관
30A : 연수 배출관 30B : 세척수 배출관
40 : 뚜껑 50 : 수지충진부
60 : 타공판 70 : 금속망
80: 가이드부 100: 이온교환수지 배출방지부재
S :이온교환수지 G : 원수 겸용 세척수유입구
T : 연수 겸용 세척수 배출구

Claims (3)

1. 내부에 이온교환수지를 채워두기 위한 충진부를 구비하는 연수기 본체와 상기 연수기 본체 양측 상하에 연결되는 원수 겸용 세척수 유입관과 연수 겸용 세척수 배출관으로 이루어지는 원수 연수장치에 있어서,
   상기 원수 겸용 세척수 유입관과 연수 겸용 세척수 배출관의 상단은 본체를 관통하여 본체 내측 상부를 지나는 연결관에 의해 연결되도록 하되,
   상기 연결관의 중간 하부에는 원수배출관 겸용 세척수유입관이 형성되고,
   상기 원수배출관 겸용 세척수유입관 하부에는 가이드부를 형성되며,
   상기 가이드부의 하부에는 이온교환수지 배출방지부재가 결합수단에 의해 결합되도록 하되,
   상기 이온교환수지 배출방지부재의 높이는 적어도 이온교환수지의 충진된 높이보다 높게 형성되어 이온교환수지 상단으로 부터 소정 간격 이격되도록 구성됨을 특징으로 하는 자체 정화가 가능한 원수 연수장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 이온교환수지는 하부판에 의해 연수기 본체의 바닥으로 부터 일정 간격 이격되도록 충진되며, 상기 하부판에는 일정간격 이격된 다수개의 통공이 형성되고 상기 통공은 이온교환수지 배출방지부재에 의해 차단되도록 구성됨을 특징으로 하는 자체 정화가 가능한 원수 연수장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 이온교환수지 배출방지부재는 통수공이 다수 개 천공된 타공판과 금속망이 적층된 구조를 갖거나, 또는 금속망을 사이에 두고 양쪽에 통수공이 다수 개 천공된 타공판이 적층되도록 구성됨을 특징으로 하는 자체 정화가 가능한 원수 연수장치.
   
   

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